Ảnh hưởng của hàm lượng bã thải thạch cao đến cường độ chịu nén của kết cấu móng đường giao thông

chất và chất độc hại chiếm khoảng 20% trong thành phần của bã thải thạch cao, chính vì vậy
cần có đánh giá tác động môi trường khi sử dụng vật liệu này thi công đường giao thông.

Các tạp chất và
chất độc hại

Nhiệt độ (oC)
Hình 2. Kết quả phân tích bã thải thạch cao

2.2. Xi măng
Xi măng được sử dụng trong nghiên cứu là xi măng PCB30 Hải Phòng. Tính chất cơ lý của
các loại xi măng này được thể hiện ở Bảng 1.
Bảng 1. Kết quả thí nghiệm các tính chất cơ lý của xi măng PCB30 Hải Phòng

Đơn vị

Kết quả
thí nghiệm

Quy phạm
TCVN 6260-2009

Độ mịn
- Lượng sót sàng No009
- Độ mịn Blaine

%
cm2/g

2,4
3.200

Lượng nước tiêu chuẩn

%

27,5

 10
 2.800
-

Tính chất

Độ ổn định thể tích
Khối lượng riêng
Thời gian đông kết
- Bắt đầu
- Kết thúc
Cường độ nén
- Sau 3 ngày
- Sau 28 ngày

mm

1,00

 10

g/cm3

3,08

-

Phút
Phút

120
225

 45
 420

MPa
MPa

15,6
30,8

 14,0
 30,0

2.3. Đá cấp phối Base loại B
Đá cấp phối Base loại B là hỗn hợp đá bụi, đá dăm và đất, có kích cỡ từ 0-5cm, dùng làm
đá cấp phối cho nền đường, dùng để dặm vá hoặc làm mới đường, tạo độ bền chắc do có tính kết
dính cao khi gặp nước. Các tính chất cơ lý của đá cấp phối Base loại B trong nghiên cứu được
trình bày trong Bảng 2.
Bảng 2. Kết quả thí nghiệm các tính chất cơ lý của đá cấp phối Base loại B

TT

Tạp chí khoa học Công nghệ Hàng hải

Tên chỉ tiêu thí nghiệm

Đơn vị

Giá trị

1

Khối lượng thể tích

kg/m3

1.410

2

Khối lượng riêng

g/cm3

2.707

3

Độ rỗng

%

30,1

4

Tạp chất bụi bùn sét

%

1,20

5

Tạp chất hữu cơ

%

2,0

6

Hàm lượng thoi dẹt

%

8,22

7

Độ ẩm

%

4,49

8

Mô đun độ lớn

Số 55 - 8/2018

3,47

81


Cấp phối hạt

TT

Kí
hiệu
mẫu

1

MB

Lọt sàng, %

Lượng sót tích lũy của Base B, %
0,075
(mm)

0,14
(mm)

0,315
(mm)

0,63
(mm)

1,25
(mm)

2,5
(mm)

5,0
(mm)

99,9

91,9

85,3

76,5

53,9

39,2

7,400

0,1

8,1

2,7

2,7

46,1

51,1

92,6

2.4. Phụ gia hóa học
Phụ gia hóa học dùng để hóa cứng hỗn hợp vật liệu là phụ gia RRP-235-Spezial, đây là vật
liệu ở dạng lỏng, tỷ trọng 1,05 T/m3 so với nước sinh hoạt, có chức năng làm ổn định hoặc tăng
kết dính xi măng với đất. RRP-235-Spezial thích hợp cho tất cả các loại bùn và đất cố kết với phù
sa và một lượng cát nhỏ là 15%. Trong điều kiện bình thường, RRP-235-Spezial chứa axit
sunphoric chia thành 1 H+ và 1 gốc axit để thay thế cho ion OH- trên các hạt đất sét. Phản ứng trao
đổi ion OH- cộng với ion H+ để trở thành nước trung hòa. Lượng dư axit dính trên đất sét hoạt
động như một màng dầu cách nước, giúp đẩy các hạt nước ra. Nếu như đất được đầm tốt sẽ
không thể nở ra hay co lại vì vậy móng đường đất sẽ trở nên hoàn toàn chắc chắn [3].
Bảng 3. Lượng RRP/1m2

Tỷ lệ lọt qua sàng
0.06mm (%)

Lượng RRP cho 1m2

15

31

20

33

25

34

30

36

35

37

40

39

45

40

50

42

55

44

60

45

(g/m2)

2.5. Nước
Nước dùng trong trộn bê tông là nước máy, đạt theo tiêu chuẩn nước trộn bê tông và vữa
TCVN 4506-2012.
3. Kết quả thí nghiệm
Công tác thí nghiệm được tiến hành với 6 tổ mẫu với tỷ lệ bã thải thạch cao thay đổi 10%,
15%, 20%, 25%, 30% và 35%, ký hiệu tương ứng M1 đến M6 như sau:
Bảng 4. Cường độ chịu nén của các hỗn hợp từ bã thải tấm thạch cao

Ký hiệu hỗn hợp

M1
M2

M3
M4
M5
M6

82

Cường độ tại thời điểm (MPa)* Khối lượng riêng
(kg/m3)
3 ngày 7 ngày
28 ngày
1,61
1,85
1,70
1,23
0,91
0,35

3,61
4,37
4,99
2,10
1,90
1,65

7,77
14,18
13,45
6,97
4,26

3,10

Tạp chí khoa học Công nghệ Hàng hải

1.980
1.960
1.950
1.890
1.730
1.650

Số 55 - 8/2018


Lượng phụ gia hóa học sử dụng 4 lít cho 1 m3 hỗn hợp vật liệu, lượng xi măng sử dụng
không đổi 72kg trong cả 6 tổ mẫu, kết quả trong 28 ngày cường độ chịu nén mức cao nhất (14,18
MPa) có được ở hỗn hợp với thành phần 15% bã thải thạch cao (M2), cường độ chịu nén mức
thấp nhất (3,10 MPa) có được ở hỗn hợp với thành phần 35% bã thải thạch cao (M6). Việc cường
độ chịu nén tăng từ M1 (7,77 MPa) đến M2 (14,18 MPa), bắt đầu giảm M3 (13,45 MPa), M4 (6,97
MPa), M5 (4,28 MPa) và M6 (3,1 MPa) có thể lý giải là khi hàm lượng bã thải thạch cao 10% chưa
đủ lấp hết lỗ rỗng trong hỗn hợp vật liệu, khi hàm lượng bã thải thạch cao đạt 15% thì đủ lấp đầy
các lỗ rỗng trong hỗn hợp vật liệu nên cường độ chịu nén của hỗn hợp là lớn nhất, khi tiếp tục tăng
lượng bã thải thạch cao thì hàm lượng hạt có đường kính nhỏ hơn 1mm tăng lên quá so với yêu
cầu Bảng 2 TCVN 8858: 2011 dẫn đến cường độ chịu nén giảm.
4. Kết luận
Thông qua nghiên cứu nêu trên, các tác giả rút ra các kết luận như sau:
Việc sử dụng bã thải thạch cao trong thành phần hỗn hợp vật liệu để thi công móng đường
giao thông là hoàn toàn khả thi (vì cường độ chịu nén thấp nhất đạt 3,1Mpa > 3,0Mpa đáp ứng các
yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 8858:2011);
Hàm lượng bã thải thạch cao tối đa dùng trong hỗn hợp vật liệu gia cố không nên vượt quá

30% vì khả năng chịu nén của hỗn hợp vật liệu giảm nhanh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Saadaoui, E., Ghazel, N., Ben Romdhane, C., Massoudi, N., Phosphogypsum: potential uses
and problems-a review. International Journal of Environmental Studies 74(4), pp. 558-567, 2017
[2] Báo cáo kết quả nghiên cứu khoa học đề tài cấp Bộ Xây dựng. Nghiên cứu sử dụng bã thải
thạch cao xây dựng nền đường giao thông và bãi chứa hàng hóa. TĐ 06-17, Mã số:, 4/2018.
Ngày nhận bài:
Ngày nhận bản sửa:
Ngày duyệt đăng:

13/6/2018
20/6/2018
27/6/2018

Tạp chí khoa học Công nghệ Hàng hải

Số 55 - 8/2018

83