Nghiên cứu, đề xuất giải pháp xử lý chất thải rắn do phá, bỏ các công trình giao thông đường bộ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
--------------------------------------

NGUYỄN THÀNH TRUNG

NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI
RẮN DO PHÁ, BỎ CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG
ĐƢỜNG BỘ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

Hà Nội - Năm 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG
--------------------------------------

NGUYỄN THÀNH TRUNG

NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ CHẤT THẢI
RẮN DO PHÁ, BỎ CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG
ĐƢỜNG BỘ
Chuyên ngành: Môi trƣờng trong phát triển bền vững
(Chƣơng trình đào tạo thí điểm)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. Ngô Kim Định

Hà Nội - Năm 2016



LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo, cán bộ của Trung tâm nghiên
cứu Tài nguyên và Môi trƣờng - Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, hoàn thành Luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành, sâu sắc nhất tới PGS.TS. Ngô Kim Định –
ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt cho tôi những kiến thức cơ bản c ng nhƣ
đ ng g p những

kiến qu báu giúp tôi hoàn thành bản Luận văn này.

Tôi c ng xin cảm ơn Vụ Môi trƣờng – Bộ GTVT; Viện Khoa học và công
nghệ giao thông vận tải; các Ban Quản l dự án Bộ Giao thông vận tải…. đã tạo
điều kiện để tôi c thời gian hoàn thành nhiệm vụ kh a đào tạo, đƣợc tiếp cận các
nguồn hồ sơ và cung cấp số liệu để tôi c thể hoàn thành luận văn này.
Cuối c ng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn b , những ngƣời đã
luôn quan tâm, động viên, chia s và khuyến khích tôi trong suốt thời gian qua.
N ,n

t n

năm 2016

TÁC GIẢ

Nguyễn Thành Trung

i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng bản thân mình.
Các số liệu nêu trong luận án là trung thực, không sử dụng số liệu của các tác giả
khác chƣa đƣợc công bố hoặc chƣa đƣợc sự đồng . Những kết quả nghiên cứu
của tác giả chƣa từng công bố trong bất kỳ một công trình nào khác.

N ,n

t

n

năm 2016

TÁC GIẢ

Nguyễn Thành Trung

ii


MỤC LỤC
Lời cảm ơn ................................................................................................................... i
Lời cam đoan ............................................................................................................... ii
Mục lục ....................................................................................................................... iii
Danh mục các chữ viết tắt ........................................................................................... v

Danh mục các bảng .................................................................................................... vi
Danh mục các hình .................................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 01
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 04
1.1. Cơ sở l luận ...................................................................................................... 04
1.1.1. Các định nghĩa, khái niệm ......................................................................... 04
1.1.2. Chất thải rắn phát sinh khi phá bỏ các công trình giao thông
đƣờng bộ.................................................................................................................... 05
1.1.3. Hiện trạng nghiên cứu về xử l

chất thải rắn phát sinh khi phá bỏ

các công trình giao thông đƣờng bộ .......................................................................... 22
1.2. Tổng quan về hệ thống giao thông vận tải đƣờng bộ ......................................... 24
1.2.1. Khái quát về hệ thống phát triển Giao thông vận tải đƣờng bộ ............... 24
1.2.2. Tổng quan về các dự án đầu tƣ xây dựng công trình giao thông .............. 25
1.2.3. Kế hoạch phát triển hệ thống giao thông đƣờng bộ Việt Nam .................. 29
1.3. Tiêu chí lựa chọn công nghệ xử l CTR phát sinh khi phá, bỏ các công trình
giao thông đƣờng bộ.................................................................................................. 30
1.3.1. Nguyên tắc lựa chọn công nghệ ............................................................... 30
1.3.2. Các tiêu chí cơ bản để đánh giá công nghệ khi lựa chọn ......................... 30
CHƢƠNG 2. ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN, PHƢƠNG PHÁP LUẬN VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................................. 32
2.1. Địa điểm nghiên cứu .......................................................................................... 32
2.2. Thời gian nghiên cứu ......................................................................................... 32
2.3. Phƣơng pháp tiếp cận và nghiên cứu ................................................................. 32

iii

2.3.1. Phƣơng pháp luận ...................................................................................... 32
2.3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................... 33
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ................................................................. 36
3.1. Đặc điểm, thành phần CTR phát sinh khi phá, bỏ các công trình giao thông
đƣờng bộ.................................................................................................................... 36
3.1.1. Đặc điểm CTR phát sinh ........................................................................... 36
3.1.2. Thành phần CTR phát sinh ........................................................................ 40
3.1.3. Khối lƣợng CTR phát sinh khi phá, bỏ công trình giao thông
đƣờng bộ.................................................................................................................... 40
3.2. Quản l CTR phát sinh khi phá, bỏ các công trình giao thông đƣờng bộ.......... 44
3.2.1. Các văn bản pháp luật về quản l CTR ..................................................... 44
3.2.2. Thực trạng quản l CTR trong ngành Giao thông vận tải ......................... 46
3.3. Công nghệ xử l CTR phát sinh phát sinh khi phá, bỏ các công trình giao thông
đƣờng bộ.................................................................................................................... 47
3.3.1. Phƣơng pháp lựa chọn công nghệ xử l chất thải rắn ............................... 47
3.3.2. Lựa chọn công nghệ xử l CTR phát sinh khi phá, bỏ các công trình
giao thông đƣờng bộ.................................................................................................. 49
3.4. Đề xuất các giải pháp quản l và xử l chất thải ............................................... 62
3.4.1. Đề xuất về công tác quản l ....................................................................... 62
3.4.2. Đề xuất về công nghệ xử l ....................................................................... 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 67

iv


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

BGTVT

Bộ Giao thông vận tải

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng

BTCT

Bê tông cốt thép

CSHT

Cơ sở hạ tầng

CTRĐT

Chất thải rắn đô thị

HST

Hệ sinh thái

KHCN

Khoa học công nghệ

KT-XH

Kinh tế - Xã hội

NXB

Nhà xuất bản

TP

Thành phố

TTgCP

Thủ tƣớng Chính phủ

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

UBND

Ủy ban nhân dân

v


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1. Kích thƣớc cơ bản của các tấm đá theo TCVN ........................................ 08
Bảng 1.2. Phân chia cát thành các lớp phụ ............................................................... 09
Bảng 3.1. Sử dụng phế thải xây dựng trong xây dựng công trình giao thông
tại Mỹ ........................................................................................................................ 38
Bảng 3.2. Tổng hợp đánh giá hiệu quả Sử dụng phế thải xây dựng trong

xây dựng công trình giao thông tại Mỹ ..................................................................... 39
Bảng 3.3. Thành phần CTR phát sinh ....................................................................... 40
Bảng 3.4. Tổng hợp các dự án từ năm 2008 đến năm 2015 của Bộ GTVT.............. 40
Bảng 3.5. Các tiêu chí sàng lọc khi lựa chọn công nghệ xử l chất thải rắn ............ 48

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1. CTR phát sinh khi nâng cấp, cải tạo Quốc lộ 1......................................... 34
Hình 3.1. Mô hình quản lý chất thải rắn tại các đô thị ở Việt Nam .......................... 45
Hình 3.2. Kết cấu đƣờng ........................................................................................... 57
Hình 3.3. Mặt bằng trƣớc khi thi công ...................................................................... 60
Hình 3.4. Tập kết CTR chuẩn bị thi công ................................................................. 60
Hình 3.5. Quá trình thi công và hoàn thành tuyến đƣờng ......................................... 61

vii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong việc đƣa Việt Nam thành một nƣớc công nghiệp h a – hiện đại h a thì
việc phát triển cơ sở, hạ tầng giao thông đƣờng bộ là rất cần thiết để đáp ứng yêu
cầu phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo quốc phòng, an ninh, nâng cao đời sống
nhân dân, g p phần x a đ i giảm ngh o, rút ngắn khoảng cách giữa các v ng miền.
Nhƣng song hành với việc phát triển cơ sở, hạ tầng giao thông đƣờng bộ thì việc cải
tạo, phá, bỏ các công trình hiện hữu đã xuống cấp, lạc hậu sẽ làm phát sinh một
lƣợng lớn chất thải rắn vào môi trƣờng.

Ở Việt Nam hiện đang c nhiều công nghệ xử l tái sử dụng chất thải rắn đƣợc
áp dụng nhƣ chôn lấp, tái chế chất thải, chế biến rác thải thành phân hữu cơ hoặc
thành viên nhiên liệu, đốt chất thải rắn. Tuy nhiên, c ng c những công nghệ không
còn ph hợp, đặc biệt là công nghệ chôn lấp – công nghệ xử l rác thải đƣợc áp
dụng phổ biến ở các đô thị. Với giá thành đầu tƣ thấp nhƣng lại không hợp vệ sinh
(chôn lấp tự nhiên), mất nhiều quỹ đất gây ra tình trạng ô nhiễm không khí, nguồn
nƣớc mặt, nƣớc ngầm…
Một số công nghệ xử l tái sử dụng chất thải rắn của các nƣớc tiên tiến đang
áp dụng nhƣ công nghệ nhiệt phân, công nghệ khí h a, công nghệ đốt…Tuy nhiên,
c nhiều

kiến cho rằng, chi phí đầu tƣ và vận hành một số công nghệ tiên tiến n i

trên còn cao, chƣa ph hợp với điều kiện của Việt Nam. Do đ , đề tài nghiên cứu
hiện trạng quản l , công nghệ xử l chất thải rắn trong việc phá, bỏ công trình giao
thông tại Việt Nam, nhằm đƣa ra công tác quản l hiệu quả và công nghệ thực sự
ph hợp với đặc điều kiện về kinh tế c ng nhƣ đặc trƣng chất thải trong hoạt động
xây dựng công trình giao thông đƣờng bộ.
Xuất phát từ thực tiễn trên, tác giả đã lựa chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên
cứu, đề xuất giải pháp xử lý chất thải rắn do phá, bỏ các công trình giao thông
đường bộ” để làm luận văn cao học.

1


2. Mục tiêu nghiên cứu

- Với mục tiêu là nghiên cứu, đề xuất giải pháp xử l chất thải rắn phát sinh
khi phá, bỏ các công trình giao thông đƣờng bộ.... Mong muốn là đƣa ra đƣợc
những lựa chọn về công nghệ xử l chất thải rắn ph hợp nhất đối với hoạt động của

ngành giao thông vận tải; Sử dụng tái tạo nguồn vật liệu trong hoạt động xây dựng
công trình giao thông đƣờng bộ qua đ giảm thiểu việc khai thác tài nguyên thiên
nhiên.
- Trong khuôn khổ Luận văn sẽ đánh giá hiện trạng chất thải rắn do hoạt động
phá, bỏ các công trình giao thông đƣờng bộ, đánh giá hiện trạng xử l chất thải rắn
trong tình hình thực tế hiện nay, đánh giá công nghệ xử l , tái sử dụng chất thải rắn
trong việc phá, bỏ các công trình giao thông đƣờng bộ, đƣa ra các giải pháp giảm
thiểu phát sinh chất thải rắn trong việc phá, bỏ các công trình giao thông đƣờng bộ.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Đới tƣợng nghiên cứu là đánh giá tình trạng phát sinh, quản l và xử l chất
thải rắn trong hoạt động phá, bỏ các công trình giao thông đƣờng bộ và đánh giá sự
ph hợp của công nghệ xử l tái sử dụng chất thải rắn phát sinh do hoạt động phá,
bỏ các công trình giao thông đƣờng bộ.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
3.2.1. Phạm vi thời gian
Luận văn đƣợc tiến hành từ tháng 4/2015 đến tháng 12/2015. Các số liệu, tài
liệu sử dụng để nghiên cứu nằm trong thời gian từ năm 1990 đến năm 2015.
3.2.2. Phạm vi không gian
Khối lƣợng chất thải rắn phát sinh do việc nâng cấp, cải tạo, phá, bỏ các công
trình giao thông đƣờng bộ diễn ra trên cả nƣớc nên phạm vi nghiên cứu của đề tài sẽ
lựa chọn các dự án do Bộ Giao thông vận tải đang thực hiện để xác định khối lƣợng
chất thải rắn phát sinh và từ đ đƣa ra các giải pháp về quản l , công nghệ xử l
chất thải rắn thích hợp với điều kiện của Việt Nam.

2


4. Ý nghĩa của đề tài

4.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài đã nghiên cứu chi tiết, toàn diện về công nghệ xử l chất thải rắn hiện
nay đối với chất thải rắn phát sinh trong hoạt động của ngành giao thông vận tải.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Nội dung Luận văn đƣa ra các giải pháp giảm thiểu phát sinh chất thải rắn,
công nghệ xử l chất thải rắn ph hợp và kiến nghị tái sử dụng chúng vào một số
loại công trình đƣờng bộ.
5. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm những phần chính nhƣ sau:
Phần mở đầu: Tính cấp thiết của đề tài, mục tiêu, đối tƣợng, phạm vi và ý
nghĩa của đề tài.
Chƣơng 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu.
Chƣơng 2: Địa điểm, thời gian, phƣơng pháp luận và phƣơng pháp nghiên cứu
Chƣơng 3: Kết quả nghiên cứu
Kết luận và kiến nghị
Tái liệu tham khảo
Phụ lục

3


Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Cơ sở lý luận
1.1.1. Các định nghĩa, khái niệm
- Chất thải rắn: T eo quan n ệm chung: Chất thải rắn là toàn bộ các loại vật
chất đƣợc con ngƣời loại bỏ trong các hoạt động kinh tế - xã hội của mình (bao gồm
các hoạt động sản xuất, các hoạt động sống và duy trì sự tồn tại của cộng đồng
v.v...). Trong đ quan trọng nhất là các loại chất thải sinh ra từ các hoạt động sản
xuất và hoạt động sống [3].

T eo quan đ ểm mớ : Chất thải rắn (gọi chung là rác thải) đƣợc định nghĩa
là: Vật chất mà con ngƣời tạo ra ban đầu vứt bỏ đi trong khu vực mà không đòi hỏi
đƣợc bồi thƣờng cho sự vứt bỏ đ . Thêm vào đ , chất thải đƣợc coi là chất thải rắn
khi chất thải tồn tại ở dạng rắn mà con ngƣời phải c trách nhiệm thu gom và tiêu
hủy [3].
Theo quan điểm này, chất thải rắn c các đặc trƣng sau:
- Bị vứt bỏ;
- Con ngƣời c trách nhiệm thu dọn.
T eo Luật Bảo vệ Mô trườn 2014: Chất thải rắn là vật chất ở dạng rắn
đƣợc thải ra từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoặc hoạt động khác.
C ất t ả rắn tron tron xâ dựn côn trìn

ao t ôn đườn b :

Chất thải rắn trong trong xây dựng công trình giao thông đƣờng bộ là chất
thải ở dạng rắn do con ngƣời thải ra trong quá trình xây dựng công trình giao thông
đƣờng bộ.
- Xử l chất thải rắn:
Xử l chất thải rắn là d ng các biện pháp kỹ thuật để xử l các chất thải rắn
và không làm ảnh hƣởng tới môi trƣờng; tái tạo ra các sản phẩm c lợi cho xã hội
nhằm phát huy hiệu quả kinh tế.

4


Mục tiêu của xử l chất thải rắn là giảm hoặc loại bỏ các thành phần không
mong muốn trong chất thải nhƣ các chất độc hại, không hợp vệ sinh, tận dụng vật
liệu và năng lƣợng trong chất thải rắn.
- Kết cấu ạ tần

ao t ôn đườn b : gồm công trình đƣờng bộ, bến xe,

bãi đỗ xe, trạm dừng nghỉ và các công trình phụ trợ khác trên đƣờng bộ phục vụ
giao thông và hành lang an toàn đƣờng bộ.
- Cấp p ố đ dăm

a cố x măn : là một hỗn hợp vật liệu hạt c thành phần

hạt theo nguyên l cấp phối đem trộn với xi măng theo một tỷ lệ nhất định rồi lu
l n chặt ở độ ẩm tốt nhất trƣớc khi xi măng ninh kết [8].
- Cấp p ố đ dăm loạ I: là cấp phối hạt mà tất cả các cỡ hạt đƣợc nghiền từ
đá nguyên khai [9].
- Cấp p ố đ dăm loạ II: là cấp phối hạt đƣợc nghiền từ đá nguyên khai
hoặc sỏi cuội, trong đ cỡ hạt nhỏ hơn 2,36mm c thể là vật liệu hạt tự nhiên không
nghiền nhƣng khối lƣợng không vƣợt quá 50% khối lƣợng CPĐD. Khi CPĐD đƣợc
nghiền từ sỏi cuội thì ít nhất 75% số hạt trên sàng 9,5mm phải c từ hai mặt vỡ trở
lên [9].

1.1.2. Chất thải rắn phát sinh khi phá bỏ các công trình giao thông đƣờng bộ
a) Các loại vật liệu xây dựng trong xây dựng nền và móng Công trình
giao thông đường bộ
Vật liệu xây dựng là nguyên vật liệu chủ yếu tạo thành công trình xây dựng.
Các loại vật liệu xây dựng chính trong xây dựng công trình giao thông đƣờng bộ có
thể kể đến gồm: đất xây dựng, đá tự nhiên, gạch, ngói các loại; kim loại; chất kết
dính vô cơ: vôi, xi măng, chất kết dính hữu cơ: nhựa đƣờng, bitum, gỗ …
*) Đá tự nhiên
Đá tự nhiên có hầu hết ở khắp mọi nơi trong vỏ trái đất, đ là những khối
khoáng chất chứa một hay nhiều khoáng vật khác nhau. Còn vật liệu đá tự nhiên thì
đƣợc chế tạo từ đá tự nhiên bằng cách gia công cơ học, do đ tính chất cơ bản của
vật liệu đá tự nhiên giống tính chất của đá gốc [4].

5


Vật liệu đá tự nhiên từ xa xƣa đã đƣợc sử dụng phổ biến trong xây dựng, vì
n c cƣờng độ chịu nén cao, khả năng trang trí tốt, bền vững trong môi trƣờng, hơn
nữa nó là vật liệu địa phƣơng, hầu nhƣ ở đâu c ng c do đ giá thành tƣơng đối
thấp.
Bên cạnh những ƣu điểm cơ bản trên, vật liệu đá tự nhiên c ng c một số
nhƣợc điểm nhƣ: khối lƣợng, thể tích lớn, việc vận chuyển và thi công kh khăn, ít
nguyên khối và độ cứng cao nên quá trình gia công phức tạp.
Nguồn gốc:
Đá tự nhiên có thể có các nguồn gốc khác nhau, quyết định tính chất lý, hóa
và khả năng chịu lực của chúng:
- Đá Mắc ma: Đƣợc tạo thành từ quá trình đông đặc của nham thạch núi lửa.
Thành phần chủ yếu là các muối nóng chảy của các ôxit kim loại. C độ cứng rất
cao, khả năng chịu nhiệt, bền hóa học, màu sắc phong phú.
- Đá trầm tích: Đá trầm tích là một trong ba nh m đá chính (c ng với đá
mácma và đá biến chất) cấu tạo nên vỏ Trái đất và chiếm 75% bề mặt Trái đất. Khi
điều kiện nhiệt động của vỏ trái đất thay đổi nhƣ các yếu tố nhiệt độ nƣớc và các tác
dụng hoá học làm cho các loại đất đá khác nhau bị phong hoá, vỡ vụn. Sau đ
chúng đƣợc gi và nƣớc cuốn đi rồi lắng đọng lại thành từng lớp. Dƣới áp lực và
trải qua các thời kỳ địa chất, chúng đƣợc gắn kết lại bằng các chất keo thiên nhiên
tạo thành đá trầm tích.
- Đá biến chất: Đá biến chất đƣợc hình thành từ sự biến tính của đá mắcma
hay đá trầm tích, thậm chí cả từ đá biến chất c trƣớc, do sự tác động của nhiệt độ,
áp suất cao (nhiệt độ lớn hơn 150 đến 200°C và áp suất khoảng trên 1500 bar) và
các chất có hoạt tính hoá học, gọi là quá trình biến chất.
Các hình thức sử dụng đá
Trong xây dựng vật liệu đá tự nhiên đƣợc sử dụng dƣới nhiều hình thức khác

nhau, có loại không cần gia công thêm, có loại phải qua quá trình gia công từ đơn
giản đến phức tạp.

6


Vật liệu đá dạng khối
Đá hộc: Thu đƣợc bằng phƣơng pháp nổ mìn, không gia công gọt đẽo, đƣợc
d ng để xây m ng, tƣờng chắn, móng cầu, trụ cầu, nền đƣờng ôtô và tàu hỏa hoặc
làm cốt liệu cho bê tông đá hộc.
Đá gia công thô: Là loại đá hộc đƣợc gia công thô để cho mặt ngoài tƣơng
đối bằng phẳng, bề mặt ngoài phải có cạnh dài nhỏ nhất là 15 cm, mặt không đƣợc
lõm và không có góc nhọn hơn 600, đƣợc sử dụng để xây móng hoặc trụ cầu.
Đá gia công vừa (đá ch ): Loại đá này đƣợc gia công phẳng các mặt, có hình
dạng đều đặn vuông vắn, thƣờng c kích thƣớc 10 x 10 x 10 cm, 15 x 20 x 25 cm,
20 x 20 x 25 cm. Đá ch đƣợc d ng để xây m ng, xây tƣờng.
Đá gia công kỹ: Là loại đá hộc đƣợc gia công kỹ mặt ngoài, chiều dày và
chiều dài của đá nhỏ nhất là 15 cm và 30 cm, chiều rộng của lớp mặt phô ra ngoài ít
nhất phải gấp rƣỡi chiều dày và không nhỏ hơn 25 cm, các mặt đá phải bằng phẳng
vuông vắn. Đá gia công kỹ đƣợc d ng để xây tƣờng, vòm cuốn.
Đá “Kiểu: đƣợc chọn lọc cẩn thận và phải là loại đá c chất lƣợng tốt, không
nứt n , gân, hà, phong h a, đạt yêu cầu thẩm mỹ cao.
Vật liệu đá dạng tấm
Vật liệu đá dạng tấm thƣờng có chiều dầy bé hơn nhiều lần so với chiều dài
và chiều rộng.
Tấm ốp lát trang trí có bề mặt chính hình vuông hay hình chữ nhật. Các tấm
ốp trang trí đƣợc x ra từ những khối đá đặc và có màu sắc đẹp, đánh b ng bề mặt
rồi cắt thành tấm theo kích thƣớc quy định. Tấm đƣợc d ng để ốp và lát các công
trình xây dựng. Ngoài chức năng trang trí n còn c tác dụng bảo vệ khối xây hay
bảo vệ kết cấu.

Kích thƣớc cơ bản của các tấm đá đƣợc TCVN 4732: 1989 quy định trong 5
nhóm.
Nhóm tấm ốp công dụng đặc biệt: những tấm ốp đƣợc sản xuất từ các loại đá
đặc có khả năng chịu axit (nhƣ granit, siênit, điôrit, quăczit, bazan, điabaz, sa thạch,

7


silic...) hay có những khả năng chịu kiềm (nhƣ đá hoa, đá vôi, đá magiezit...). Việc
gia công loại tấm ốp này giống nhƣ gia công đá trang trí song kích thƣớc các cạnh
không vƣợt quá 300mm.
Bảng 1.1. Kích thƣớc cơ bản của các tấm đá theo TCVN
Nhóm
I
II
III
IV
V

Chiều rộng
Lớn hơn 600 đến 800
Lớn hơn 400 đến 600
Lớn hơn 300 đến 400
Lớn hơn 200 đến 300
Từ 100 đến 200

Kích thƣớc (mm)
Chiều dài
Từ 600 đến 1200
Từ 400 đến 1200

Từ 300 đến 600
Từ 200 đến 400
Từ 100 đến 200

Chiều dày
Từ 20 đến 100
Từ 15 đến 100
Từ 10, 15, 20, 25, 30
5, 10, 15, 20
5, 10, 15, 20

Nguồn: [4]
Các tấm ốp công dụng đặc biệt đƣợc sử dụng để lát nền và ốp tƣờng cho
những nơi thƣờng xuyên có tác dụng của axit, hay kiềm.
Tấm lợp mái đƣợc gia công từ đá diệp thạch sét bằng cách tách ra và cắt các
phiến đá theo hình dạng kích thƣớc quy định. Thông thƣờng tấm lợp có kích
thƣớc hình chữ nhật 250 × 150 mm và 600 × 300 mm. Chiều dày tấm tuỳ thuộc
chiều dày phiến đá c sẵn (4 -100mm). Đây là vật liệu bền và đẹp.
- Trong các công trình giao thông vật liệu đá đƣợc sử dụng trong lớp cấp
phối đá dăm đƣờng, xây dựng dầm cầu, móng trụ cầu.
*) Vật liệu dạng hạt rời
Cát, sỏi tự nhiên là loại đá trầm tích cơ học dạng hạt rời rạc thƣờng nằm
trong lòng suối, sông hay bãi biển. Chúng đƣợc khai thác bằng thủ công hay cơ
giới.
Cát tự nhiên: có cỡ hạt từ 0, 14 - 5 mm, sau khi khai thác trong tự nhiên
đƣợc d ng để chế tạo vữa, bê tông, gạch silicat, kính v.v…
Cát tự nhiên sử dụng trong xây dựng chủ yếu sử dụng là vật liệu dạng hạt
nguồn gốc tự nhiên bao gồm các hạt đá và khoáng vật nhỏ và mịn. Khi đƣợc dùng
nhƣ là một thuật ngữ trong lĩnh vực địa chất học, kích thƣớc cát hạt cát theo đƣờng
kính trung bình nằm trong khoảng từ 0, 0625 mm tới 2 mm (thang Wentworth sử

8


dụng tại Hoa Kỳ) hay từ 0, 05 mm tới 1 mm (thang Kachinskii sử dụng tại Nga và
Việt Nam hiện nay). Một hạt vật liệu tự nhiên nếu c kích thƣớc nằm trong các
khoảng này đƣợc gọi là hạt cát.
Cát xây dựng sử dụng trong xây dựng nền, móng công trình giao thông có thể
phân thành 2 loại chính nhƣ sau: Cát sử dụng làm lớp đắp và cát sử dụng làm cốt
liệu cho bê tông và vữa.
Phân loại theo kích thƣớc hạt: Theo kích thƣớc hạt c thể phân loại thành các
lớp phụ nhƣ sau:
Bảng 1.2. Phân chia cát thành các lớp phụ
Kích thƣớc

0,0625 – 0,125 0, 125 – 0,25

0,25 – 0,5

0,5 - 1

1-2

(mm)
Loại cát

cát rất mịn

cát mịn

cát trung bình cát thô cát rất thô

Nguồn: [4]
Phân loại cát theo mục đích sử dụng: Theo mục đích sử dụng có thể phân
loại cát thành:
Cát đắp – thƣờng sử dụng cát mịn và cát rất mịn;
Cát xây – thƣờng sử dụng cát mịn và cát trung bình;
Cát làm cốt liệu cho bê tông và vữa - thƣờng sử dụng cát mịn, cát trung bình
và cát thô;
Cát làm vật liệu thoát nƣớc - thƣờng sử dụng cát mịn, cát trung bình và cát
thô;
Sỏi: có cỡ hạt từ 5 - 70 mm, sau khi khai thác trong tự nhiên đƣợc phân loại
theo cỡ hạt, d ng để chế tạo bê tông.
Đá dăm và cát nhân tạo: đƣợc sản xuất bằng cách khai thác, nghiền và sàng
phân loại thành các cỡ hạt, đá dăm c cỡ hạt từ 5 - 70 mm, cát có cỡ hạt 0, 14-5mm,
cỡ hạt nhỏ hơn 0, 14 mm gọi là bột đá. Tính chất của vật liệu đá dạng này phụ thuộc
vào tính chất của đá gốc. Vật liệu đá dạng rời nhân tạo đƣợc d ng để chế tạo bê

9


tông, vữa, đá granitô. Ngoài ra còn đƣợc dùng làm chất độn cho sơn và pôlyme [4].
*) Đất xây dựng
Các công trình xây dựng n i chung c ng nhƣ các công trình giao thông n i
riêng đều đƣợc xây dựng trên nền đất và sử dụng đất làm vật liệu xây dựng chính.
Đất có hầu hết ở khắp mọi nơi trong vỏ trái đất, đ là sản phẩm phong hóa dạng
mềm rời của đá tự nhiên.
Vật liệu đất từ xa xƣa đã đƣợc sử dụng phổ biến trong xây dựng, vì nó phổ
biến xung quanh chúng ta, đất có khả năng tạo hình tốt, bền vững trong môi trƣờng,
hơn nữa nó là vật liệu địa phƣơng, hầu nhƣ ở đâu c ng c do đ giá thành tƣơng đối

thấp.
Bên cạnh những ƣu điểm cơ bản trên đất c ng c một số nhƣợc điểm nhƣ:
khối lƣợng thể tích lớn, việc vận chuyển và thi công kh khăn, ít nguyên khối và độ
ƣa nƣớc lớn nên quá trình sử dụng dễ bị biến đổi.
Do đặc điểm và tính chất của đất rất đa dạng và biến đổi theo môi trƣờng,
theo mục đích sử dụng, hạng mục sử dụng nên các đặc trƣng của đất c ng nhƣ các
ứng dụng của đất trong xây dựng là rất lớn. Việc liệt kê các đặc trƣng, phân loại,
ứng dụng của đất sẽ không thể đầy đủ.
Tuy nhiên, trong các công trình giao thông nói chung đất đƣợc sử dụng chủ
yếu để xây dựng nền, móng công trình (đất đắp K95, K98).
*) Vật liệu gốm xây dựng
Vật liệu nung hay gốm xây dựng là loại vật liệu đƣợc sản xuất từ nguyên liệu
chính là đất sét bằng cách tạo hình và nung ở nhiệt độ cao. Do quá trình thay đổi lý,
hóa trong khi nung nên vật liệu gốm xây dựng có tính chất khác hẳn so với nguyên
liệu ban đầu.
Trong xây dựng vật liệu gốm đƣợc dùng trong nhiều chi tiết kết cấu của công
trình từ khối xây, lát nền, ốp tƣờng đến cốt liệu rỗng (keramzit) cho loại bê tông
nhẹ. Ngoài ra các sản phẩm sứ vệ sinh là những vật liệu không thể thiếu đƣợc trong
xây dựng. Các sản phẩm gốm bền axít, bền nhiệt đƣợc dùng nhiều trong công

10


nghiệp hóa học, luyện kim và các ngành công nghiệp khác.
Ƣu điểm chính của vật liệu gốm là c độ bền và tuổi thọ cao, từ nguyên liệu
địa phƣơng c thể sản xuất ra các sản phẩm khác nhau thích hợp với các yêu cầu sử
dụng, công nghệ sản xuất tƣơng đối đơn giản, giá thành hạ. Song vật liệu gốm vẫn
còn những hạn chế là giòn, dễ vỡ, tƣơng đối nặng, kh cơ giới hóa trong xây dựng
đặc biệt là với gạch xây và ngói lợp [4].
Phân loại

Sản phẩm gốm xây dựng rất đa dạng về chủng loại và tính chất. Để phân loại
chúng ngƣời ta dựa vào những cơ sở sau:
Theo công dụng vật liệu gốm đƣợc chia ra:
Vật liệu xây : Các loại gạch đặc, gạch 2 lỗ, gạch 4 lỗ.
Vật liệu lợp : Các loại ngói.
Vật liệu lát

: Tấm lát nền, lát đƣờng, lát vỉa hè.

Vật liệu ốp

: Ốp tƣờng nhà, ốp cầu thang, ốp trang trí.

Sản phẩm kỹ thuật vệ sinh: Chậu rửa, bồn tắm, bệ xí.
Sản phẩm cách nhiệt, cách âm: Các loại gốm xốp. Sản phẩm chịu lửa: Gạch
samốt, gạch đi nát. Theo cấu tạo vật liệu gốm đƣợc chia ra:
Gốm đặc: C độ rỗng r ≤ 5% nhƣ gạch ốp, lát, ống thoát nƣớc.
Gốm rỗng: C độ rỗng r > 5% nhƣ gạch xây các loại, gạch lá nem. Theo
phƣơng pháp sản xuất vật liệu gốm đƣợc chia ra:
Gốm tinh: thƣờng có cấu trúc hạt mịn, sản xuất phức tạp nhƣ gạch trang trí,
sứ vệ sinh.
Gốm thô: thƣờng có cấu trúc hạt lớn, sản xuất đơn giản nhƣ gạch ngói, tấm
lát, ống nƣớc.
- Trong công trình giao thông, vật liệu gốm đƣợc sử dụng trong việc lát
đƣờng, lát vỉa hè.

11


*) Bê tông xi măng

Bê tông là vật liệu đá nhân tạo do hỗn hợp của các chất kết dính vô cơ (xi
măng, vôi silíc, thạch cao...) nƣớc và các hạt rời rạc của cát, sỏi, đá dăm (đƣợc gọi
là cốt liệu) nhào trộn theo một tỷ lệ thích hợp rắn chắc lại mà thành C ng c thể
d ng chất kết dính hữu cơ nhƣ bitum guđrông chế tạo nên bê tông asphalt, hoặc
chất d o (pôlime) chế tạo bê tông pôlime.
Trong bê tông, ngoài các thành phần cơ bản trên (chất kết dính, nƣớc, cốt
liệu) c thể thêm vào những chất phụ gia nhằm cải thiện các tính chất của bê tông
nhƣ tăng tính lƣu động của hỗn hợp bê tông, giảm lƣợng d ng nƣớc và xi măng,
điều chỉnh thời gian ninh kết và rắn chắc, nâng cao tính chống thấm của bê tông...
Bê tông là loại vật liệu rất quan trọng đƣợc sử dụng trong xây dựng cơ bản
phục vụ cho mọi ngành kinh tế quốc dân nhƣ trong xây dựng dân dụng, công
nghiệp, thuỷ lợi, cầu đƣờng.... vì c các ƣu điểm sau:
- C cƣờng độ nén biến đổi trong phạm vi rộng và c thể đạt giá trị từ 100;
200 đến 3000; 1000 N/cm².
- C thể tạo mọi hình dáng công trình khác nhau.
- Tính chịu lửa tốt.
- Giá thành tƣơng đối hạ vì sử dụng rộng rãi nguồn nguyên liệu địa phƣơng.
Hỗn hợp bê tông
* Hai yêu cầu cơ bản của hỗn hợp bê tông
Các thành phần tạo nên bê tông (cốt liệu, chất kết dính, nƣớc, các phụ gia)
đƣợc phối hợp theo một tỷ lệ hợp l , đƣợc nhào trộn đồng đều nhƣng chƣa bắt đầu
quá trình ninh kết và rắn chắc đƣợc gọi là hỗn hợp bê tông.
Việc xác định tỷ lệ cấp phối và yêu cầu chất lƣợng của hỗn hợp bê tông
không những nhằm bảo đảm các tính năng kỹ thuật của bê tông ở những tuổi nhất
định mà còn phải thoả mãn những yêu cầu công nghệ sản xuất, liên quan đến việc
lựa chọn thiết bị tạo hình, đổ khuôn, đầm chặt và các chế độ công tác khác [4].
Bất cứ loại hỗn hợp bê tông nào và việc tạo hình sản phẩm theo phƣơng pháp

12

công nghệ nào, hỗn hợp bê tông c ng cần thoả mãn hai yêu cầu cơ bản sau:
- Tính đồng nhất của hỗn hợp bê tông c đƣợc khi nhào trộn phải đƣợc duy
trì trong quá trình vận chuyển, đổ khuôn và đầm chặt. N đảm bảo cho hỗn hợp bê
tông c sự liên kết nội bộ tốt, không bị phân tầng tách nƣớc.
- Tính công tác tốt (hay tính dễ đổ khuôn) ph hợp với phƣơng pháp và điều
kiện thành hình sản phẩm. Hỗn hợp bê tông c tính công tác tốt sẽ dễ dàng và nhanh
ch ng lấp đầy khuôn, giữ đƣợc sự liên kết toàn khối và sự đồng nhất về mặt cấu tạo
của bê tông.
- Tính công tác của hỗn hợp bê tông thể hiện khả năng lƣu động (chảy) và
mức độ d o của hỗn hợp tức là khả năng chảy lấp đầy khuôn một cách liên tục và
không rạn nứt bề mặt hỗn hợp.
* Ảnh hƣởng của các chất phụ gia hoạt tính bề mặt
Các chất phụ gia hoạt tính bề mặt thƣờng là những nh m riêng rẽ của các
chất hữu cơ, do c hoạt tính bề mặt cao, đƣợc hấp thụ dƣới dạng màng mỏng trên bề
mặt hạt chất kết dính và các hạt mịn khác gây tác dụng thấm ƣớt bề mặt các hạt này.
Vì vậy khi cho phụ gia hoạt tính bề mặt vào hỗn hợp bê tông và vữa sẽ cải thiện rõ
rệt tính công tác của chúng, cho phép giảm lƣợng d ng nƣớc nhào trộn, hạ thấp tỷ lệ
nƣớc/ximăng nâng cao cƣờng độ bê tông - hoặc c thể giảm lƣợng d ng xi măng
mà không làm giảm cƣờng độ thiết kế của bê tông.
Sử dụng phụ gia hoạt tính bề mặt với lƣợng bé (0, 05 ÷0, 2 so với lƣợng
d ng xi măng) cho phép giảm 10 ÷12% lƣợng d ng nƣớc, và c thể giảm tƣơng ứng
7÷10% lƣợng d ng xi măng trong bê tông và vữa.
Mặt khác chất phụ gia hoạt tính bề mặt còn c ảnh hƣởng tích cực đến sự
hình thành cấu trúc đá xi măng và tạo khả năng nâng cao chống thấm, tính bền vững
và tính chống xâm thực của bê tông.
Theo hiệu quả tác dụng, c thể chia phụ gia hoạt tính bề mặt thành 3 nh m:
Ƣa nƣớc, ghét nƣớc và tạo vi bọt.

13

* M c bê tôn về cườn đ nén
Mác bê tông về cƣờng độ nén là giới hạn cƣờng độ nén của những mẫu bê
tông c hình dạng và kích thƣớc tiêu chuẩn (kích thƣớc này c thể khác nhau với
các dạng bê tông khác nhau) đúc từ hỗn hợp bê tông theo cấp phối công tác bằng
phƣơng pháp tiêu chuẩn và dƣỡng hộ 28 ngày ở môi trƣờng nhiệt độ và độ ẩm tiêu
chuẩn (to = 27 ± 2°C và độẩm tƣơng đối là 95 ÷ 100% theo TCVN 3105 - 1993).
Theo TCVN 3118 - 1993 mẫu tiêu chẩn để xác định mác chịu nén của bê tông c
hình lập phƣơng, kích thƣớc 150×150×150mm, đúc mẫu theo phƣơng pháp quy
định ở TCVN 3105 - 1993.
*) Bê tông cốt thép.
Bê tông là loại vật liệu ròn, cƣờng độ chịu nén lớn, nhƣng khả năng chịu kéo
thấp, chỉ bằng 1/10 đến 1/15 cƣờng độ chịu nén. Nhƣng trong rất nhiều công trình,
nhiều bộ phận làm việc ở trạng thái chịu kéo, do đ tại phần chịu kéo của các kết
cấu làm bằng bê tông sẽ bị nứt rạn, khả năng chịu lực giảm và c thể dẫn đến phá
hoại hoàn toàn.
Qua rất nhiều nghiên cứu và thực tế và thực tế sử dụng ngƣời ta đã phối hợp
hai loại vật liệu bê tông và thép tạo nên bê tông cốt thép, c khả năng chịu nén, chịu
kéo đều tốt, mở rộng phạm vi sử dụng loại vật liệu này trong mọi lĩnh vực xây dựng cơ bản.
Sở dĩ c thể phối hợp đƣợc hai loại vật liệu bê tông và cốt thép tạo nên
thứvật liệu ƣu việt “bê tông cốt thép” vì ba đặc điểm sau:
+ Lực bám dính giữa bê tông và cốt thép rất lớn
Nhờ sự bám dính tốt với bê tông, cốt thép không những làm tăng khả năng
chịu kéo mà còn làm tăng khả năng chịu nén nữa. Do đ trong các bộ phận chủ yếu
chịu nén (nhƣ cột) ngƣời ta vẫn đặt cốt thép và nhờđ c thể rút nhỏ tiết kiệm và
giảm đƣợc khối lƣợng cấu kiện (cứ mỗi cm² tiết diện cốt thép c thể thay 15cm² tiết
diện bê tông).
+ Bê tông bảo vệ đƣợc thép khỏi rỉ.
Sắt thép trong môi trƣờng không khí và nƣớc thƣờng bị rỉ do bị oxy hoá. Quá

14


trình oxy hoá này càng mạnh mẽ khi sắt thép tiếp xúc với axít và thƣờng bắt đầu ở
nơi c rỉ sẵn. Nhƣng quá trình này c thể bị hạn chế và giảm chậm lại trong môi
trƣờng kiềm. Độ kiềm càng mạnh thì tác dụng bảo vệ càng lớn. Hỗn hợp bê tông là
môi trƣờng kiềm nên bảo vệ đƣợc cốt thép không bị rỉ, thậm chí c khi cốt thép đã
bị rỉ nhẹ đặt vào bê tông, rỉ không những không phát triển nữa mà còn mất đi.
Điều cần chú

là khả năng bảo vệ cốt thép của bê tông chỉ c đƣợc khi bê

tông bọc quanh cốt thép rất đặc chắc và c chiều dày đủ lớn. Nếu lớp bê tông bảo vệ
bị rỗ, xốp, c nứt n thì hơi ẩm c thể xâm nhập vào làm rỉ cốt thép, phá hoại lực
bám dính giữa n với bê tông, c thể làm huỷ hoại kết cấu.
+ Độ dãn nở nhiệt của hai loại vật liệu bê tông và cốt thép gần bằng nhau.
Đối với phần lớn các loại bê tông khi bị đốt n ng đến 100°C hệ số dãn dài
trung bình 10.10-6, của cốt thép là 12.10-6 vì vậy khi bị đốt n ng chúng c độ dãn nở
tƣơng đối đồng đều, bê tông không bị nứt vỡ, bảo đảm sự bám dính tốt.
- Bê tông cốt thép đƣợc sử dụng chủ yếu để xây dựng dầm, m ng, trụ cầu.
*) Bê tông nhựa
Bê tông nhựa nóng
a) K

n ệm về bê tôn n ựa.

Bê tông nhựa n ng gồm c nhựa đƣờng và cốt liệu đƣợc trộn n ng trong
trạm trộn rồi rải n ng. Hỗn hợp bê tông nhựa rải n ng thƣờng đƣợc sử dụng để làm
mặt đƣờng cao tốc, các quốc lộ, đƣờng thành phố, đƣờng sân bay. Tuỳ theo từng

loại mặt đƣờng thì cấp phối sử dụng trong vật liệu sẽ thay đổi thành phần tỉ lệ hạt
cho ph hợp. Công nghệ sản xuất bê tông nhựa n ng với trung tâm là quá trình trộn
n ng vật liệu đã đƣợc rang n ng với nhựa n ng cộng với các loại phụ gia cần thiết
với tỉ lệ đã đƣợc định trƣớc.
b) Thành p ần vật l ệu v c c t êu c uẩn kỹ t uật.
* Thành phần vật liệu.
Bê tông asphalt c thành phần gồm c nhựa đƣờng và cốt liệu (đã đƣợc định
lƣợng) đƣợc trộn n ng trong trạm trộn rồi rải n ng.

15