Nghiên cứu cường độ của bê tông sử dụng cát đụn ven biển Đà Nẵng thay thế một phần cát sông trong thành phần cấp phối
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.12 MB, 41 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
NGUYỄN ÁNH DƢƠNG
NGHIÊN CỨU CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
SỬ DỤNG CÁT ĐỤN VEN BIỂN ĐÀ NẴNG
THAY THẾ MỘT PHẦN CÁT SÔNG
TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI
Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng công trình DD & CN
Mã số : 8580201
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG
CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
Đà Nẵng – Năm 2019
Công trình đƣợc hoàn thành tại
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. LÊ KHÁNH TOÀN
Phản biện 1: PGS.TS. PHẠM THANH TÙNG
Phản biện 2: PGS.TS. ĐẶNG CÔNG THUẬT
Luận văn đã đƣợc bảo vệ trƣớc Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công
nghiệp họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 20 tháng 04 năm 2019
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trƣờng Đại học Bách
Khoa
- Thƣ viện Khoa Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Trƣờng Đại học Bách Khoa - Đại học Đà Nẵng
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đà Nẵng là một thành phố thuộc trung ƣơng, nằm trong
vùng Nam Trung Bộ Việt Nam là trung tâm kinh tế, tài chính, chính
trị, văn hoá, du lịch, xã hội, giáo dục, đào tạo, khoa học và công
nghệ, y tế chuyên sâu của khu vực miền Trung - Tây Nguyên và cả
nƣớc. Đà Nẵng là thành phố quan trọng nhất miền Trung, đồng thời
cũng là một trong 5 thành phố trực thuộc Trung ƣơng ở Việt Nam, đô
thị loại 1 trung tâm cấp quốc gia.
Đà Nẵng nằm ở vị trí trung độ của Việt Nam, có vị trí trọng
yếu cả về kinh tế - xã hội và quốc phòng - an ninh; là đầu mối giao
thông quan trọng về đƣờng bộ, đƣờng sắt, đƣờng biển và đƣờng hàng
không. Trong những năm gần đây, Đà Nẵng đã tích cực đầu tƣ xây
dựng cơ sở hạ tầng, cải thiện môi trƣờng, nâng cao an sinh xã hội và
đƣợc coi là "thành phố đáng sống" của Việt Nam. Năm 2018, Đà
Nẵng đƣợc chọn đại diện cho Việt Nam lọt vào top 10 địa điểm tốt
nhất để sống ở nƣớc ngoài do Tạp chí du lịch danh tiếng Live and
Invest Overseas bình chọn.
Với vai trò, vị trí, tiềm năng, lợi thế của mình thành phố Đà
Nẵng sẽ là ƣu tiên hàng đầu để nhà nƣớc đầu tƣ phát triển mạnh mẽ
và bền vững. Đi đôi với yêu cầu phát triển là nhu cầu đầu tƣ xây
dựng các công trình sẽ càng tăng cao.
Bê tông là loại vật liệu phổ biến thƣờng đƣợc sử dụng cho kết
cấu xây dựng. Bê tông truyền thống với thành phần gồm: cốt liệu
lớn (đá dăm, sỏi), cốt liệu nhỏ (cát sông, suối), xi măng, nƣớc và có
thể có phụ gia. Cƣờng độ chịu nén, chịu uốn là chỉ tiêu đặc trƣng
đánh giá chất lƣợng của bê tông. Hiện nay, bê tông truyền thống
đƣợc sử dụng phổ biến cho các công trình xây dựng. Tuy nhu cầu sử
dụng bê tông truyền thống cho các công trình xây dựng là rất lớn,
nhƣng đang có những trở ngại cho việc đáp ứng nhu cầu số lƣợng
2
đƣợc cung cấp, nhất là không đáp ứng đủ nhu cầu cát sông dùng cho
chế tạo bê tông. Trong khi đó, nguồn cát đụn ven biển Đà Nẵng khá
phong phú. Cát bờ biển nằm ở mép nƣớc, chịu tác động của nƣớc
biển nên có độ mặn cao. Để bảo tồn cảnh quan môi trƣờng và do
yếu tố kỹ thuật nên cát biển không đƣợc sử dụng làm vật liệu sản
xuất bê tông. Cát đụn đƣợc hình thành tự nhiên và nằm sâu phía bên
trong đất liền cách mép nƣớc trên 300 m, không chịu tác động trực
tiếp của nƣớc biển. Khảo sát sơ bộ cho thấy, cát đụn ven biển Đà
Nẵng có tỷ lệ lớn hạt nhỏ, mô đun độ lớn thấp và nằm trong nhóm
cát mịn. Độ mịn cao, hàm lƣợng ion clorua (Cl -) và ion sun phát
(SO4-2) trong cát đụn có thể ảnh hƣởng đến chất lƣợng của bê tông.
Các nghiên cứu liên quan đến việc sử dụng các nguồn cát địa
phƣơng bao gồm cả cát nhiễm mặn, cát mịn đã đƣợc tiến hành tại
Việt Nam từ nhiều năm qua. Các nghiên cứu tiến hành với cát biển
tại 13 khu vực thuộc 10 tỉnh dọc bờ biển nƣớc ta cho thấy sử dụng
cát biển trong chế tạo bê tông là rất nhiều triển vọng và hiệu quả với
bê tông. So với bê tông sử dụng cát sông, cƣờng độ của bê tông sử
dụng cát biển thấp hơn từ 4-10%, riêng các vùng Cửa Lò, Kỳ Lôi
(Hà Tĩnh), bãi biển Lăng Cô, cƣờng độ của bê tông sử dụng cát
sông và cát biển là xấp xỉ nhau. Với cát đụn Đà Nẵng, cần có những
nghiên cứu liên quan đến hàm lƣợng ion clorua (Cl-) và ion sun phát
(SO4-2), các điểm đặc thù của cát mịn. Theo Tiêu chuẩn TCVN
7570:2006 [1] đã khuyến cáo rằng: cát mịn có thành phần hạt phù
hợp tiêu chuẩn, có mô đun độ lớn từ 1,0 đến 2,0 có thể sử dụng cho
bê tông cấp cƣờng độ từ B15 đến B25.
Do đó, việc nghiên cứu sử dụng cát đụn ven biển Đà Nẵng
thay thế một phần cát sông để sản xuất bê tông là đề tài có ý nghĩa
khoa học và thực tiễn.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu cƣờng độ của bê tông khi sử dụng cát đụn ven biển
3
Đà Nẵng để thay thế một phần cát sông trong thành phần cấp phối Bê
tông theo những tỉ lệ nhất định. Thông qua các nghiên cứu thực
nghiệm nhằm xác định cƣờng độ chịu nén, chịu uốn theo thời gian
trong các điều kiện bảo dƣỡng chuẩn tại phòng thí nghiệm.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tƣợng nghiên cứu: hỗn hợp bê tông khi sử dụng cát đụn
khu vực Đà Nẵng để thay thế một phần cát sông trong chế tạo.
Phạm vi nghiên cứu: xác định cƣờng độ chịu nén, chịu uốn
theo thời gian trong các điều kiện bảo dƣỡng chuẩn tại phòng thí
nghiệm của bê tông khi sử dụng cát đụn khu vực Đà Nẵng để thay thế
một phần cát sông với những hàm lƣợng thay thế nhất định để chế
tạo bê tông có cấp bền B20, với mốc thời gian khảo sát: 3, 7, 14, 28,
60 ngày kể từ ngày đúc mẫu bê tông. Nghiên cứu 03 cấp phối bê tông
có thay thế cát sông bằng cát đụn ven biển Đà Nẵng với các tỷ lệ thay
thế 10%, 20% và 30%
4. Nội dung nghi n cứu
Tổng quan về bê tông và nghiên cứu sử dụng cát biển trong
chế tạo bê tông.
Tổng quan về nguồn cát đụn khu vực Đà Nẵng.
Nghiên cứu tận dụng nguồn cát đụn khu vực Đà Nẵng để thay
thế một phần cát sông với những hàm lƣợng nhất định trong việc chế
tạo hỗn hợp bê tông.
Thí nghiệm tính chất cơ lý, hóa học của cát đụn khu vực Đà
Nẵng.
Đánh giá tính khả thi của việc sử dụng cát đụn khu vực Đà
Nẵng để thay thế cát sông với những hàm lƣợng nhất định trong việc
chế tạo hỗn hợp bê tông.
4
5. Phƣơng pháp nghi n cứu
Nghiên cứu lí thuyết bê tông, cấp phối bê tông, thí nghiệm xác
định các đặc trƣng cơ lí của các thành phần cấp phối và của bê tông.
Nghiên cứu thực nghiệm: thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu
nén, chịu uốn của bê tông có cấp bền B20, theo các cấp phối khác
nhau.
Tổng hợp, phân tích rút ra kết luận.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Từ kết quả nghiên cứu có thể áp dụng vào việc chế tạo những
cấu kiện, sản phẩm bê tông mà trong đó có sử dụng cát đụn ven biển
Đà Nẵng để thay thế một phần cát sông, góp phần giảm giá thành,
đẩy nhanh tiến độ thi công xây dựng công trình. Đồng thời, việc thay
thế thành công một phần cát sông bằng cát đụn trong chế tạo bê tông
sẽ góp phần vào việc sử dụng cát sông có hiệu quả, tiết kiệm, giảm
thiểu tác động xấu đến môi trƣờng do việc khai thác quá mức nguồn
cát sông đang ngày càng cạn kiệt.
7. Cấu trúc của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo trong luận
văn gồm có các chƣơng nhƣ sau:
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ CÁC VẬT
LIỆU CẤU THÀNH
Chƣơng 2: PHÂN TÍCH ĐẶC TÍNH CƠ LÝ, HÓA HỌC
CỦA CÁT ĐỤN VEN BIỂN VÀ PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG
Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CỦA
BÊ TÔNG SỬ DỤNG CÁT ĐỤN VEN BIỂN ĐÀ NẴNG THAY
THẾ MỘT PHẦN CÁT SÔNG TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI
5
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG VÀ CÁC VẬT LIỆU CẤU
THÀNH
1.1. Tổng quan về bê tông và các vật liệu cấu thành
1.1.1. Tổng quan về bê tông
1.1.2. Tính chất cơ học của bê tông
1.1.3. Co ngót của bê tông
1.1.4. Các vật liệu cấu thành
1.2. Nguyên lý hình thành bê tông thông qua phản ứng thủy hóa
của xi măng
1.2.1. Giai đoạn hòa tan
1.2.2. Giai đoạn hóa keo
1.2.3. Giai đoạn kết tinh
1.3. Tổng quan một số nghiên cứu ứng dụng và khai thác sử dụng
cát mịn để chế tạo bê tông xi măng
1.3.1.
ột số nghiên cứu sử dụng cát mịn trong sản xuất bê
tông
1.3.2. Tổng quan về khai thác sử dụng cát mịn có ngu n gốc
từ cát biển để chế tạo bê tông xi măng
1.3.3. Ảnh hưởng của cát hạt mịn có ngu n gốc từ cát biển
trong quá trình chế tạo, sử dụng bê tông xi măng
1.4. Kết luận chƣơng 1
Với thực trạng nhu cầu đầu tƣ xây dựng tăng cao nhƣ hiện nay,
cần nghiên cứu chế tạo bê tông có cốt liệu nhỏ là cát hạt mịn hoặc
thay thế một phần cát sông bằng cát đụn ven biển hạt mịn chất lƣợng
cao cho các công trình là rất cần thiết, phù hợp với điều kiện của Việt
Nam có nguồn tài nguyên cát hạt mịn phong phú. Từ đó góp phần
trong việc sử dụng tiết kiệm, hiệu quả nguồn tài nguyên cát sông
6
ngày càng khan hiếm, góp phần bảo vệ môi trƣờng.
Với những kết quả nghiên cứu rất khả quan về việc sử dụng cát
mịn, cát biển trong sản xuất bê tông ở cả trong và ngoài nƣớc, là cơ
sở để tác giả tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trong chƣơng 3 của
luận văn này nhằm xác định cƣờng độ của bê tông xi măng sử dụng
cát đụn ven biển Đà Nẵng thay thế một phần cát sông trong thành
phần cấp phối.
7
CHƢƠNG 2
PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU CƠ LÝ, HÓA HỌC CỦA CÁT ĐỤN
VEN BIỂN VÀ PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CỦA
BÊ TÔNG
2.1. Đặc điểm cát đụn ven biển
2.1.1. Tổng quan về cát đụn ven biển miền Trung Việt Nam
2.1.2. Tổng quan về cát đụn ven biển khu vực Đà Nẵng
2.2. Phƣơng pháp và các chỉ tiêu cần đánh giá khi sử dụng cát
đụn
2.3. Phƣơng pháp xác định cƣờng độ của bê tông
2.3.1. Tiêu chuẩn và thiết bị thí nghiệm
2.3.2. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén, chịu kéo khi
uốn của bê tông
2.4. Những yếu tố ảnh hƣởng đến cƣờng độ chịu nén, chịu uốn
của bê tông
2.4.1. Ảnh hưởng của hàm lượng muối chứa trong cát
2.4.2. Ảnh hưởng của hàm lượng cát mịn trong h n hợp bê
tông
2.4.3. Mác xi măng và tỷ lệ X/N
2.4.4. Hàm lượng và tính chất của cốt liệu
2.4.5. Cấu tạo của bê tông
2.4.6. Phụ gia tăng dẻo
2.4.7. Phụ gia đông kết nhanh
2.4.8. Cường độ bê tông tăng theo thời gian
2.4.9. Điều kiện môi trường bảo dưỡng
2.4.10. Điều kiện thí nghiệm
2.5. Kết luận chƣơng 2
Chƣơng 2 đã đi phân tích các đặc tính cơ lý, hóa học của cát
8
đụn ven biển và phƣơng pháp xác định cƣờng độ của bê tông, phân
tích các yếu tố ảnh hƣởng đến cƣờng độ của bê tông. Đây là cơ sở để
tiến hành các thí nghiệm trong chƣơng 3 nhằm xác định cƣờng độ
chịu nén và chịu kéo của bê tông có sử dụng cát mịn ven biển trong
thành phần cấp phối.
9
CHƢƠNG 3
THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CƢỜNG ĐỘ CỦA BÊ TÔNG SỬ
DỤNG CÁT ĐỤN VEN BIỂN ĐÀ NẴNG THAY THẾ MỘT
PHẦN CÁT SÔNG TRONG THÀNH PHẦN CẤP PHỐI
3.1. Xác định các chỉ tiêu cơ lý của các thành phần cấp phối
3.1.1. Xi măng
Trong phạm vi đề tài này, tác giả lựa chọn sử dụng xi măng
Cosevco Sông Gianh Quảng Bình - PCB 40. Đây là loại xi măng
poóc lăng hỗn hợp, với các chỉ tiêu kỹ thuật theo quy định trong
TCVN 6260: 2009 “Xi măng poóc lăng hỗn hợp - Yêu cầu kỹ thuật”
[3]. Các chỉ tiêu kỹ thuật của xi măng Cosevco Sông Gianh Quảng
Bình - PCB 40 như trong bảng 3.1.
Bảng 3.1 So sánh chỉ tiêu chất lƣợng của xi măng Sông Gianh
PCB 40 với TCVN
T n chỉ ti u
1. Cƣờng độ nén, MPa, không nhỏ
hơn:
- 3 ngày ± 45 min
- 28 ngày ± 8 h
2. Thời gian đông kết
- Bắt đầu, không nhỏ hơn
- Kết thúc, không lớn hơn
3. Độ nghiền mịn, xác định theo:
- Phần còn lại trên sàng kích
thƣớc lỗ 0,09 mm
- Bề mặt riêng, phƣơng pháp
Blaine
4. Độ ổn định thể tích, xác định theo
Xi măng
Sông
Đơn vị
TCVN
Gianh Qu
tính 6260:2009
ảng Bình
PCB 40
N/mm2
≥ 18
≥ 40
≥ 20
≥ 44
Phút
≥ 45
≤ 420
≥ 100
≤ 360
%
≤ 10
≤ 4,0
cm2/g
≥ 2.800
≥ 3.200
mm
≤ 10
≤ 5,0
10
phƣơng pháp Le Chatelier
5. Hàm lƣợng anhydric sunphuric
(SO3)
6. Độ ổn định thể tích, xác định theo
phƣơng pháp Autoclave
%
≤ 3,5
≤ 3,0
%
≤ 0,8
≤ 0,8
3.1.2. Cốt liệu nhỏ (cát)
3.1.2.1. Cát sông
Cát vàng lấy từ sông Túy Loan, thành phố Đà Nẵng, được
mang về phòng Thí nghiệm trường Đại học B ch hoa, Đại học Đà
Nẵng để x c định c c chỉ tiêu cơ lý, thành phần hạt. Kết quả thí
nghiệm được thể hiện tại các Bảng 3.2, Bảng 3.3 và Hình 3.1.
Hình 3.1. Cát sông Túy Loan, thành phố Đà Nẵng
Bảng 3.2 C c chỉ tiêu cơ lý của Cát sông Túy Loan, thành phố Đà
Nẵng
TT
Tính chất cơ lý
Đơn vị
Kết quả
1
Mô đun độ lớn của cát
Mđl
-
3,0
2
Hàm lƣợng bùn bụi sét
%
0,41
Phƣơng pháp
thí nghiệm
11
3
Khối lƣợng thể tích xốp
kg/m3
1.493
4
Khối lƣợng riêng
g/cm3
2,650
5
Khối lƣợng thể tích bão
hòa
g/cm3
2,579
6
Khối lƣợng thể tích khô
g/cm3
2,537
7
Độ hút nƣớc
%
1,64
Theo Tiêu chuẩn
Việt Nam TCVN
7572:2006 [4]
Bảng 3.3 Thành phần hạt của Cát sông Túy Loan, TP Đà Nẵng
Kích thƣớc
mắt sàng
(mm)
2,5
1,25
0,63
0,315
0,14
< 0,14
Lƣợng
Khối lƣợng Lƣợng sót
YCKT (%)
sót tích
từng phần ri ng biệt
TCVN 7570:2006
lũy
(g)
(%)
[1]
(%)
32,9
3,29
3,29
0-20
159,6
15,96
19,25
15-45
377,4
37,74
56,99
35-70
274,1
27,74
84,4
65-90
99,7
9,97
94,37
90-100
56,3
5,63
100
≤10
Hình 3.2. Biểu đồ Thành phần hạt của Cát sông Túy Loan, thành phố
Đà Nẵng
12
Nhận xét: Cát sông Túy Loan, thành phố Đà Nẵng có các chỉ
tiêu cơ lý, thành phần hạt đạt yêu cầu dùng cho bê tông theo TCVN
7570:2006 [1]
3.1.2.2. Cát đụn ven biển Đà Nẵng
Hình 3.3. Mẫu c t đụn ven biển Đà Nẵng tại ph ng th nghiệm
Cát đụn ven biển Đà Nẵng đƣợc lấy 05 mẫu tại 05 vị trí khác
nhau và đƣợc gửi đến phòng thí nghiệm Đại học Bách Khoa, Đại học
Đà Nẵng để xác định hàm lƣợng Clorua và Sunphat trong cát đụn
theo các phƣơng pháp kiểm nghiệm SMEWW-4500 Cl--B và
SMEWW-4500 SO42- -E. Kết quả xác định hàm lƣợng clorua và sun
phát đƣợc thể hiện trong Bảng 3.4.
Bảng 3.4. Hàm lượng muối trong các mẫu c t đụn ven biển Đà Nẵng
theo kết quả kiểm nghiệm của phòng thí nghiệm trường Đại học B ch
hoa, Đại học Đà Nẵng
STT
T n mẫu
T n chỉ ti u
1
Tổ mẫu 1
Clorua
(g/m3)
Phƣơng pháp
Kết quả
kiểm nghiệm
SMEWW-4500
1,5
Cl--B
13
2
3
4
5
Tổ mẫu 2
T mẫu 3
Tổ mẫu 4
Tổ mẫu 5
Sunphat
(g/m3)
SMEWW-4500
SO42- -E
2,75
Clorua
(g/m3)
SMEWW-4500
Cl--B
1,7
Sunphat
(g/m3)
SMEWW-4500
SO42- -E
2,62
Clorua
(g/m3)
SMEWW-4500
Cl--B
2,7
Sunphat
(g/m3)
SMEWW-4500
SO42- -E
3,14
Clorua
(g/m3)
SMEWW-4500
Cl--B
2,10
Sunphat
(g/m3)
SMEWW-4500
SO42- -E
3,03
Clorua
(g/m3)
SMEWW-4500
Cl--B
2,2
Sunphat
(g/m3)
SMEWW-4500
SO42- -E
2,57
Căn cứ kết quả kiểm nghiệm của phòng thí nghiệm trƣờng Đại
học Bách Khoa, Đại học, Đại học Đà Nẵng, tác giả chọn tổ mẫu 3 có
hàm lƣợng Cl- cao nhất trong 05 tổ mẫu thử (hàm lƣợng ion Cl- =
2,7g/m3 ; hàm lƣợng ion SO42- = 3,14g/m3) để thực hiện thí nghiệm
xác định các chỉ tiêu cơ lý của mẫu cát này tại phòng thí nghiệm. Kết
quả thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lí của cát đụn ven biển Đà
Nẵng đƣợc thể hiện tại các Bảng 3.5, Bảng 3.6 và Hình 3.4.
Bảng 3.5. Các chỉ tiêu cơ lý của cát đụn ven biển Đà Nẵng tại vị trí 3
TT
1
Tính chất cơ lý
Mô đun độ lớn của
Đơn vị
Kết quả
-
2,5
Phƣơng pháp
thí nghiệm
14
cát Mđl
2
Hàm lƣợng bùn bụi
sét
%
0,41
3
Khối lƣợng thể tích
xốp
kg/m3
1.467
4
Khối lƣợng riêng
g/cm3
2,654
5
Khối lƣợng thể tích
bão hòa
g/cm3
2,578
6
Khối lƣợng thể tích
khô
g/cm3
2,532
7
Độ hút nƣớc
%
1,69
Theo Tiêu
chuẩn Việt
Nam TCVN
7572:2006 [4]
Bảng 3.6. Thành phần hạt của c t đụn ven biển Đà Nẵng tại vị trí 3
YCKT (%)
Kích Khối lƣợng
Lƣợng sót
Lƣợng
sót
TCVN
7570:2006
thƣớc
tích lũy
từng
phần
ri
ng
biệt
[1]
mắt sàng
(%)
(%)
(g)
(mm)
Cát thô Cát mịn
2,5
0
0
0
0-20
0
1,25
1,0
0,1
0,1
15-45
0-15
0,63
94,0
9,4
9,5
35-70
0-35
0,315
837,0
83,7
93,2
65-90
5-65
0,14
66,0
6,6
99,8
90-100
65-90
< 0,14
2,0
0,02
100
≤10
≤35
15
Hình 3.4. Biểu đồ thành phần hạt của cát đụn ven biển Đà Nẵng tại vị
trí 3
Nhận xét: Cát đụn ven biển Đà Nẵng tại vị trí 3 có hàm lượng
ion Cl- thỏa mãn yêu cầu theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
7570:2006 [1] (phần trăm khối lượng ion Cl- =
[2,7/(1467x1000)]x100% = 0,00018% < 0,05%); có mô đun độ lớn
về cơ bản thỏa mãn yêu cầu theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
7570:2006 [1]. Tuy nhiên, thành phần hạt thỏa mãn các yêu cầu tập
trung ở cỡ hạt từ 0,63mm đến nhỏ hơn1,25mm và đồng đều nhau,
không thỏa mãn các chỉ tiêu đầy đủ về thành phần hạt theo quy định
tại TCVN 7570:2006 [1] (xem Bảng 3.6 - Thành phần hạt của cát).
Vì vậy chưa đạt yêu cầu trong cấp phối bê tông theo TCVN
7570:2006 [1]. Điều này dẫn đến việc cần thiết phải tiến hành phối
trộn c t sông và c t đụn ven biển Đà Nẵng theo tỉ lệ nhất định nhằm
đảm bảo các yêu cầu về thành phần hạt.
3.1.2.3. Phối trộn hỗn hợp cát sông và cát đụn ven biển Đà
Nẵng
Theo kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý, thành phần hạt của
cát đụn ven biển Đà Nẵng (mục 3.1.2.2) của phòng thí nghiệm trƣờng
Đại học Bách Khoa, Đại học Đà Nẵng, không thể sử dụng cát đụn
16
ven biển để thay thế hoàn toàn cát sông trong thành phần cấp phối bê
tông; đồng thời với mục đích của đề tài luận văn là sử dụng cát đụn
ven biển để thay thế một phần cát sông trong chế tạo bê tông với các
cấp phối sử dụng cùng lƣợng xi măng, nƣớc, đá dăm nhƣ cấp phối
chuẩn (sử dụng 100% cát sông) mà vẫn đảm bảo cƣờng độ chịu nén,
chịu kéo yêu cầu ở tuổi 28 ngày của bê tông. Nếu chọn tỷ lệ thay thế
cát sông bằng cát đụn quá lớn, hỗn hợp cát sẽ khó đảm bảo các yêu
cầu kỹ thuật theo quy định tại TCVN 7570:2006 [1]; ngƣợc lại, nếu
tỷ lệ thay thế quá nhỏ sẽ không đảm bảo hiệu quả kinh tế của việc
thay thế này, từ đó giảm đi tính ứng dụng đề tài. Do đó, tác giả chọn
các tỷ lệ thay thế cát sông bằng cát đụn lần lƣợt là 10%, 20%, 30%
để tạo thành các hỗn hợp cát 01, 02, 03.
a) Hỗn hợp cát 01: thay thế 10% cát sông bằng cát đụn ven
biển Đà Nẵng (90% cát sông + 10% cát đụn ven biển), tiến hành thí
nghiệm xác định các chỉ cơ lý, thành phần hạt của hỗn hợp cát này.
Kết quả thí nghiệm hỗn hợp cát 01 đƣợc thể hiện tại các Bảng 3.7,
Bảng 3.8 và Hình 3.5.
Bảng 3.7. Các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp cát 01 (90% cát sông + 10%
cát đụn ven biển)
Đơn
vị
Kết quả
Mô đun độ lớn của cát
Mđl
-
2,6
2 Hàm lƣợng bùn bụi sét
%
TT
1
Tính chất cơ lý
1,08
3 Khối lƣợng thể tích xốp
3
kg/m
1.487
4 Khối lƣợng riêng
g/cm3
2,651
g/cm3
2,578
5
Khối lƣợng thể tích bão
hòa
Phƣơng pháp
Theo Tiêu chuẩn
Việt Nam TCVN
7572 : 2006 [4]
thí nghiệ
17
6 Khối lƣợng thể tích khô
7 Độ hút nƣớc
g/cm3
2,536
%
1,44
Bảng 3.8. Thành phần hạt của hỗn hợp cát 01 (90% cát sông + 10%
c t đụn ven biển)
Kích thƣớc
mắt sàng
(mm)
Khối lƣợng
Lƣợng sót Lƣợng sót YCKT (%)
từng phần ri ng biệt tích lũy
TCVN
(%)
(%)
7570:2006[1]
(g)
2,5
79,0
7,9
7,9
0-20
1,25
99,0
9,9
17,8
15-45
0,63
315,0
31,5
49,3
35-70
0,315
388,0
38,8
88,1
65-90
0,14
95,0
9,5
97,6
90-100
< 0,14
24,0
2,4
100
≤10
Hình 3.5. Biểu đồ thành phần hạt hỗn hợp cát 01 (90% cát sông +
10% cát đụn ven biển)
18
Nhận xét: hỗn hợp cát 01 (90% cát sông và 10% cát đụn ven
biển) có mô đun độ lớn (Mdl = 2,6) và thành phần hạt đạt yêu cầu
dùng cho bê tông theo TCVN 7570:2006.
b) Hỗn hợp cát 02: thay thế 20% cát sông bằng cát đụn ven
biển Đà Nẵng (80% cát sông + 20% cát đụn ven biển), tiến hành thí
nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý, thành phần hạt của hỗn hợp cát
này. Kết quả thí nghiệm hỗn hợp cát 02 đƣợc thể hiện tại các Bảng
3.9, Bảng 3.10 và Hình 3.6.
Bảng 3.9. Các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp cát 02 (80% cát sông + 20%
cát đụn ven biển)
TT
Tính chất cơ lý
Mô đun độ lớn của cát
Mđl
2 Hàm lƣợng bùn bụi sét
1
3 Khối lƣợng thể tích xốp
4 Khối lƣợng riêng
Khối lƣợng thể tích bão
5
hòa
6 Khối lƣợng thể tích khô
7 Độ hút nƣớc
Đơn
vị
Kết quả
-
2,6
%
Phƣơng pháp
thí nghiệm
0,99
3
1.485
3
g/cm
2,652
g/cm3
2,577
g/cm3
2,535
%
1,42
kg/m
Theo Tiêu chuẩn
Việt Nam TCVN
7572 : 2006 [4]
Bảng 3.10. Thành phần hạt của hỗn hợp cát 02 (80% cát sông + 20%
c t đụn ven biển)
Kích thƣớc
mắt sàng
(mm)
Khối lƣợng Lƣợng sót Lƣợng sót YCKT (%)
từng phần ri ng biệt tích lũy
TCVN
(%)
(%)
7570:2006
(g)
[1]
19
2,5
68,0
6,8
6,8
0-20
1,25
99,0
9,9
16,7
15-45
0,63
270,0
27
43,7
35-70
0,315
454,0
45,4
89,1
65-90
0,14
93,0
9,3
98,4
90-100
< 0,14
16,0
1,6
100
≤10
Hình 3.6. Biểu đồ thành phần hạt hỗn hợp cát 02 (80% cát sông +
20% c t đụn ven biển)
Nhận xét: hỗn hợp cát 02 (80% cát sông và 20% c t đụn ven
biển) có mô đun độ lớn (Mdl = 2,6) và thành phần hạt đạt yêu cầu
dùng cho bê tông theo TCVN 7570.
c) Hỗn hợp cát 03: tiến hành thay thế 30% cát sông bằng cát
đụn ven biển Đà Nẵng (70% cát sông + 30% cát đụn ven biển), tiến
hành thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý, thành phần hạt của hỗn
hợp cát này. Kết quả thí nghiệm hỗn hợp cát 03 đƣợc thể hiện tại các
Bảng 3.11, Bảng 3.12 và Hình 3.7.
20
Bảng 3.11. Các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp cát 03 (70% cát sông +
30% cát đụn ven biển)
Đơn
vị
Kết quả
Mô đun độ lớn của cát
Mđl
-
2,6
2 Hàm lƣợng bùn bụi sét
%
0,87
3 Khối lƣợng thể tích xốp
kg/m3
1.479
4 Khối lƣợng riêng
g/cm3
2,653
Khối lƣợng thể tích bão
hòa
g/cm3
2,578
6 Khối lƣợng thể tích khô
g/cm3
2,535
%
1,38
Tính chất cơ lý
TT
1
5
7 Độ hút nƣớc
Phƣơng pháp
thí nghiệm
Theo Tiêu chuẩn
Việt Nam TCVN
7572 : 2006 [4]
Bảng 3.12. Thành phần hạt của hỗn hợp cát 03 (70% cát sông + 30%
c t đụn ven biển)
Kích thƣớc Khối lƣợng
mắt sàng từng phần
(mm)
(g)
Lƣợng sót
ri ng biệt
(%)
Lƣợng sót
tích lũy
(%)
YCKT (%)
TCVN
7570:2006
[1]
2,5
64,0
6,4
6,4
0-20
1,25
86,0
8,6
15,0
15-45
0,63
260,0
26,0
41,0
35-70
0,315
485,0
48,5
89,5
65-90
21
0,14
87,0
8,7
98,2
90-100
< 0,14
18,0
1,8
100
≤10
Hình 3.7. Biểu đồ thành phần hạt hỗn hợp cát 03 (70% cát sông +
30% cát đụn ven biển)
Nhận xét: hỗn hợp cát 03 (70% cát sông và 30% cát đụn ven
biển) có mô đun độ lớn (Mdl= 2,6) và thành phần hạt đạt yêu cầu
dùng cho bê tông theo TCVN 7570:2006.
3.1.2.4. Lựa chọn các tỷ lệ phối trộn hỗn hợp cát để sử
dụng chế tạo các cấp phối b tông thí nghiệm
Căn cứ kết quả thí nghiệm cát sông, hỗn hợp cát sông và cát
đụn ven biển Đà Nẵng đã nêu ở các mục trên (mục 3.1.2.1, mục
3.1.2.3), lựa chọn các cấp phối bê tông thí nghiệm nhƣ sau:
Cấp phối 0: Xi măng + 100% cát sông + 0% cát đụn ven biển +
đá + nƣớc.
Cấp phối 1: Xi măng + hỗn hợp cát 1 (90% cát sông + 10% cát
22
đụn ven biển) + đá + nƣớc.
Cấp phối 2: Xi măng + hỗn hợp cát 2 (80% cát sông + 20% cát
đụn ven biển) + đá + nƣớc.
Cấp phối 3: Xi măng + hỗn hợp cát 3 (70% cát sông + 30% cát
đụn ven biển) + đá + nƣớc.
3.1.3. Cốt liệu lớn (đá dăm 1x2 cm)
Đá dăm 1x2 cm dùng cho thí nghiệm đƣợc lấy từ mỏ đá Phƣớc
Tƣờng, thành phố Đà Nẵng và tiến hành thí nghiệm xác định các chỉ
tiêu cơ lý, thành phần hạt tại phòng thí nghiệm trƣờng Đại học Bách
Khoa, Đại học Đà Nẵng. Kết quả thí nghiệm đƣợc thể hiện tại các
Bảng 3.13, Bảng 3.14 và Hình 3.8.
Bảng 3.13. Các tính chất cơ lý của đá dăm 1x2 cm – mỏ đá Phƣớc
Tƣờng
TT
Tính chất cơ lý
Đơn vị Kết quả
1 Tỷ lệ hạt thoi dẹt và dẹt
-
5,72
2 Hàm lƣợng bùn bụi sét
%
0,57
3 Khối lƣợng thể tích xốp kg/m3
1.511
4 Khối lƣợng riêng
g/cm3
2,752
5 Khối lƣợng thể tích khô g/cm3
2,703
6 Độ hút nƣớc
g/cm3
1,46
7 Độ nén dập
%
7,21
Phƣơng pháp thí
nghiệm
Theo Tiêu chuẩn Việt
Nam TCVN 7572 :
2006 [4]
23
Bảng 3.14. Thành phần hạt của đ dăm 1x2cm – mỏ đ Phước Tường
Kích thƣớc
mắt sàng
(mm)
Khối lƣợng Lƣợng sót Lƣợng sót YCKT (%)
từng phần ri ng biệt tích lũy
TCVN
7570:2006
[1]
(g)
(%)
(%)
40
0
0
0
0
20
367,5
7,4
7,4
0-10
10
3091,3
61,8
69,2
40-70
5
1435,7
28,7
97,9
90-100
<5
105,5
2,1
100
-
Hình 3.8. Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm 1x2 cm - mỏ đá Phƣớc
Tƣờng
Nhận xét: đ dăm 1x2 cm được lấy từ mỏ đ Phước Tường,
thành phố Đà Nẵng dùng để chế tạo bê tông có các chỉ tiêu cơ l đạt
yêu cầu dùng cho bê tông theo TCVN 7570:2006 [1].
3.1.4. Nƣớc
Sử dụng nƣớc sinh hoạt từ nguồn Nhà máy nƣớc thành phố Đà
Nẵng (đạt yêu cầu QCVN 02:2009/BYT [6]) để sản xuất và bảo
dƣỡng bê tông.
