Nghiên cứu sử dụng cát nội đồng bãi Trằm làm đường bê tông xi măng trên địa bàn huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN MINH HIẾU

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT NỘI ĐỒNG
BÃI TRẰM LÀM ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN PHÚ LỘC, TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
Mã số: 60.58.02.05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

Đà Nẵng - năm 2019


Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học:
TS. HUỲNH PHƯƠNG NAM

Phản biện 1:
PGS.TS. Nguyễn Hồng Hải
Phản biện 2:
TS. Nguyễn Văn Tươi

Luận văn được vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp

thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông, họp tại Đại học Đà
Nẵng vào ngày 21 tháng 12 năm 2019.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách Khoa
- Thư viện Trường Đại học Bách Kkhoa - ĐHĐN


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Phát triển hệ thống sơ sở hạ tầng, trong đó có hệ thống đường
giao thông là nhu cầu cấp bách của nhiều địa phương trong cả nước. Để
nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật, thi công xây dựng đường bê tông xi
măng cần sử dụng tối đa vật liệu tại chỗ nhằm giảm chi phí vận chuyển.
Cát xây dựng trên địa bàn hiện đang được khai thác chủ yếu dưới
các lòng sông vì kích thước hạt lớn, chất lượng tốt, được sử dụng làm
cát bê tông, xây, trát. Tuy nhiên, theo cảnh báo, nếu khai thác nhiều,
không có quy hoạch sẽ ảnh hưởng tới dòng chảy, đất đai và môi trường.
Chính vì vậy, thời gian gần đây, tỉnh Thừa Thiên Huế và các cơ quan
liên quan đã đẩy mạnh hoạt động kiểm soát khai thác cát trên các con
sông. Hiện nay, nguồn cung cấp cát ngày càng khan hiếm là nguyên
nhân đẩy giá cát lên cao. Uỷ ban nhân dân tỉnh Thừa Thiên Huế đã giao
Sở Xây dựng xây dựng lộ trình thay thế cát lòng sông trên cơ sở đánh
giá trữ lượng một số vật liệu thay thế như: đá mi, cát nhân tạo (cát xay
từ đá)…và cát nội đồng là vật liệu được xem là nguồn thay thế tốt nhất
hiện nay [1]. Khối lượng cát nội đồng, ven đầm phá Tam Giang được
tập trung ở huyện Phú Lộc, Phú Vang, Quảng Điền, Phong Điền có trữ
lượng cát mịn rất lớn với trữ lượng dự báo là 1.466.000 m3. [30]
Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570:2006 [19] khuyến cáo cát mịn

có thành phần hạt phù hợp tiêu chuẩn, có mô đun độ lớn từ 0,7 đến 2,0 có
thể sử dụng cho bê tông cấp cường độ từ B15 đến B25. Theo tiêu chuẩn
của Liên bang Nga GOST 26633-91 (2003) cho phép sử dụng cát có mô
đun độ lớn từ 1,0 đến 1,5 chế tạo bê tông cấp cường độ chịu nén B30.
Trong khi đó, tiêu chuẩn của các nước Châu Âu và Hoa Kỳ không đưa ra
giới hạn cụ thể về cường độ bê tông sử dụng cát mịn. [6] Các nghiên cứu
và ứng dụng cát mịn trong sản xuất bê tông đã được triển khai tại nhiều
nước trên thế giới từ khá sớm. Các kết quả đều cho thấy cát mịn có thể sử
dụng để chế tạo bê tông xi măng.
Do đó, đề tài “Nghiên cứu sử dụng cát nội đồng bãi Trằm làm
đường bê tông xi măng trên địa bàn huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên


2
Huế” là cần thiết và có cơ sở khoa học.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Mục tiêu chung: Sử dụng cát nội đồng làm cốt liệu mịn thay thế
cát tự nhiên trong cấp phối bê tông xi măng.
- Mục tiêu cụ thể: đánh giá tính chất cơ lý của cát nội đồng và đề
xuất tỷ lệ thay thế cát tự nhiên bằng cát nội đồng để chế tạo mặt đường
bê tông xi măng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Cát nội đồng thuộc bãi Trằm, xã Lộc Thủy, huyện Phú Lộc;
- Bê tông xi măng sử dụng cát nội đồng thay thế cát tự nhiên.
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Mặt đường bê tông xi măng cho đường giao thông nông thôn thi
công theo công nghệ đầm rung thông thường, sử dụng hỗn hợp bê tông
có độ sụt từ 40 mm đến 60 mm, cường độ chịu nén tới 25 MPa.
4. Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm.
4.1. Nghiên cứu tài liệu
- Tổng quan về mặt đường bê tông xi măng
- Lý thuyết tính toán cấp phối và thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của
bê tông.
- Lý thuyết về quy hoạch thực nghiệm.
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm
- Đánh giá chất lượng vật liệu trên kết quả thí nghiệm các chỉ
tiêu cơ lý.
- Đánh giá chất lượng của cát nội đồng đến tính chất của hỗn
hợp bê tông.
- Tiến hành bài toán quy hoạch thực nghiệm với các kết quả thí
nghiệm tìm ra cấp phối tối ưu.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Nghiên cứu cở sở lý luận và tính hiệu quả để việc sử dụng vật


3
liệu địa phương, góp phần đa dạng và phong phú các loại vật liệu để
chế tạo bê tông đường.
- Ý nghĩa thực tiễn của dự án là nghiên cứu vật liệu thay thế cát
lòng sông đáp ứng yêu cầu cấp bách của xã hội hiện nay.
6. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, nội dung chính
của luận văn gồm:
Mở đầu
Chương 1. Tổng quan mặt đường BTXM và tình hình nghiên
cứu ứng dụng cát mịn trong hỗn hợp BTXM làm mặt đường
Chương 2: Yêu cầu kỹ thuật của vật liệu chế tạo và kế hoạch

thí nghiệm
Chương 3: Nghiên cứu sử dụng cát nội đồng bãi trằm làm
mặt đường bê tông xi măng
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN MẶT ĐƯỜNG BTXM VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN
CỨU ỨNG DỤNG CÁT MỊN TRONG HỖN HỢP BTXM LÀM
MẶT ĐƯỜNG 1.1. MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
1.1.1. Cấu tạo mặt đường bê tông xi măng
1.1.1.1. Ưu điểm của mặt đường BTXM:
1.1.1.2. Nhược điểm của mặt đường BTXM.
1.1.1.3. Yêu cầu kỹ thuật của mặt đường bê tông xi măng [4]
1.1.1.4. Cấp thiết kế của đường (TCVN 4054-2005)
1.1.1.5. Thiết kế mặt đường BTXM thông thường gồm các nội
dung sau
- Thiết kế cấu tạo kết cấu mặt đường và cấu tạo lề đường;
- Tính toán chiều dày các lớp kết cấu, xác định kích thước tấm
BTXM và xác định các yêu cầu về vật liệu đối với mỗi lớp kết cấu;
- Thiết kế cấu tạo các khe nối;
- Thiết kế hệ thống thoát nước cho kết cấu mặt đường.
1.1.1.6. Các chỉ tiêu cơ lý yêu cầu đối với BTXM


4
1.1.2. Tình hình sử dụng mặt đường bê tông trên thế giới và
trong nước:
1.1.2.1. Tình hình sử dụng mặt đường bê tông xi măng trên thế
giới
1.1.2.2. Tình hình sử dụng mặt đường BTXM tại Việt Nam
1.1.3. Tình hình sử dụng mặt đường bê tông ở huyện Phú
Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế

1.1.3.1. Giới thiệu chung
1.1.3.2. Mạng lưới giao thông trên địa bàn huyện Phú Lộc
1.2. TINH HINH NGHIEN CỨU ỨNG DỤNG CAT NỘI DỒNG
(CAT MỊN) TRONG BE TONG
1.2.1. Khái niệm về cát nội đồng
1.2.2. Ứng dụng việc sử dụng cát nội đồng trong xây dựng
1.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Việc nghiên cứu và sử dụng cát mịn thay thế cho nguồn cát tự
nhiên đang dần cạn kiệt đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới, các kết
đạt được đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cho bê tông.
Tại Việt Nam cát mịn sử dụng cho bê tông đã được nghiên cứu
và sử dụng trong nhiều công trình tại các vùng thiếu cát tự nhiên đảm
bảo các yêu cầu kỹ thuật và đạt được hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao.
Chính vì vậy, với trữ lượng cát nội đồng ở địa phương, việc nghiên cứu
sử dụng cát mịn cho mặt đường bê tông xi măng tại huyện Phú Lộc,
tỉnh Thừa Thiên Huế là hợp lý.
CHƯƠNG 2
YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA VẬT LIỆU CHẾ TẠO VÀ KẾ
HOẠCH THÍ NGHIỆM
2.1. YÊU CẦU KỸ THUẬT VẬT LIỆU THÀNH PHẦN
2.1.1. Cát chế tạo bê tông và vữa (TCVN 7570:2006) [19]
2.1.2. Cốt liệu lớn (TCVN 7570:2006) [19]
2.1.3. Nước chế tạo bê tông (TCVN 4506 : 2012) [16]
2.1.4. Phụ gia trong xây dựng (TCVN 8826:2011)


5
2.1.5. Xi măng
2.2. ẢNH HƯỞNG CỦA VẬT LIỆU TỚI TÍNH CHẤT CỦA BÊ
TÔNG

2.2.1. Ảnh hưởng của cát mịn (cát mịn) đến tính chất của bê
tông
2.2.2. Ảnh hưởng của đá xi măng
2.2.3. Ảnh hưởng của cốt liệu (đá dăm và cát tự nhiên)
2.3. THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA VẬT
LIỆU ĐẦU VÀO
2.3.1. Cát mịn bãi Trằm
Bảng 2.5. Các chỉ tiêu kỹ thuật của cát mịn
STT
1
2
3
4
5
6

Các chỉ tiêu thí nghiệm
Khối lượng riêng
Khối lượng thể tích xốp
Độ khe hở
Hàm lượng bụi sét
Hàm lượng hạt trên 5mm
Mô đun độ lớn:

Đơn vị
(g/cm3)
(g/cm3)
(%)
(%)
(%)

Kết quả thí nghiệm
2,65
1,41
46,79
1,41
0
1,99

Hình 2.2. Biểu đồ thành phần hạt của cát mịn
2.3.2. Cát sông
Bảng 2.7. Các chỉ tiêu kỹ thuật của cát sông
STT
1
2
3
4
5
6

Các chỉ tiêu thí nghiệm
Khối lượng riêng
Khối lượng thể tích xốp
Độ khe hở
Hàm lượng bụi sét
Hàm lượng hạt trên 5mm
Mô đun độ lớn:

Đơn vị
(g/cm3)

(g/cm3)
(%)
(%)
(%)

Kết quả thí nghiệm
2,66
1,42
46,45
1,06
0
2,87


6

Hình 2.3. Biểu đồ thành phần hạt của cát sông
2.3.3. Đá dăm
Bảng 2.9. Các chỉ tiêu kỹ thuật của đá dăm tự nhiên
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Các chỉ tiêu thí nghiệm
Khối lượng thể tích (g/cm3)
Khối lượng thể tích xốp (g/cm3)
Độ khe hở (%)
Hàm lượng hạt mềm yếu và phong hoá (%):
Hàm lượng bụi sét (%)
Hàm lượng thoi dẹt (%)
Độ nén dập trong xi lanh (%)
Độ hao mòn Los Angeles (%)
Đường kính lớn nhất Dmax (mm)
Đường kính nhỏ nhất Dmin (mm)

Kết quả thí nghiệm
2,7
1,43
47,04
0,6
0,48
5,85
17,69
24,35
40
10

Hình 2.4. Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm


7
2.3.4. Xi măng

2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CẤP PHỐI BÊ TÔNG [3]
2.4.1. Khái niệm
2.4.2. Các phương pháp tính toán cấp phối bê tông
Phương pháp 1: Phương pháp tra bảng hoàn toàn
Phương pháp 2: Phương pháp thực nghiệm hoàn toàn
Phương pháp 3: Phương pháp tính toán kết hợp thực nghiệm
2.5. KẾ HOẠCH THÍ NGHIỆM
Để đánh giá ảnh hưởng của cát mịn bãi Trằm đến tính chất của
hỗn hợp bê tông và bê tông, nghiên cứu đã tiến hành thí nghiệm một số
cấp phối bê tông. Học viên học viên đã tiến hành phối trộn các tỷ lệ cát
mịn và cát cát sông theo tỷ lệ thay thế cát mịn theo khối lượng lần lượt là
0% (ký hiệu tổ mẫu CM0), 20% (ký hiệu tổ mẫu CM20), 40% (ký hiệu tổ
mẫu CM40), 60% (ký hiệu tổ mẫu CM60), 80% (ký hiệu tổ mẫu CM80)
và 100% (ký hiệu tổ mẫu CM100), thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông
được trình bày ở Bảng 2.12.
Bảng 2.12. Thành phần cấp phối cho 1m3 bê tông
Kí hiệu
cấp phối
CM0
CM20
CM40
CM60
CM80
CM100

Lượng dùng vật liệu, kg/m3
Xi
Nước
Cát
Đá dăm

Cát mịn
măng
sông
306
170,0
836,8
0,0
533,9
306
170,0
836,8
106,8
427,1
306
170,0
836,8
2136
302,3
306
170,0
836,8
302,3
213,6
306
170,0
836,8
427,1
106,8
306
170,0

836,8
533,9
0,0

Tỉ lệ thay thế %

Tỉ lệ
N/X

Cát mịn/cát sông

0,556
0,556
0,556
0,556
0,556
0,556

0
20
40
60
80
100

Khi tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý của bê tông như: Cường
độ chịu nén của bê tông, cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông và độ
mài mòn của bê tông, học viên kiểm tra chất lượng đầu vào của vật
liệu, đồng thời đúc các mẫu thử bê tông với kích thước phù hợp với
từng chỉ tiêu cơ lý, được cho ở bảng 2.13.

8
Bảng 2.13. Tổng hợp số lượng mẫu thử
Tên chỉ tiêu
Cường độ chịu nén
Cường độ chịu kéo khi uốn
Độ mài mòn

Kích thước mẫu
(cm)
15x15x15
15x15x60
5x5x5

Tuổi mẫu (ngày)
7
14
28
18
18
18
18
18

Tổng số
mẫu
54
18
18

2.5.1. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén [21]
Quy trình xác định cường độ chịu nén của bê tông tuân theo tiêu
chuẩn TCVN 3118:2011.
Công thức xác định cường độ chịu nén của bê tông.
Rn= P/F ( MPa )
2.5.2. Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo khi uốn
Cường độ chịu kéo khi uốn được xác định trên các mẫu dầm kích
thước 150x150x600mm với mỗi loại cấp phối được thí nghiệm 1 tổ
mẫu, xác định ở tuổi 28 ngày.
Cường độ chịu kéo khi uốn của từng mẫu dầm bê tông được xác
định theo công thức: Rku = γ.Pku.l/(a.b2), MPa
2.5.3. Thí nghiệm xác định độ mài mòn của bê tông [22]
Chế tạo các viên mẫu có kích thước 50x50x50mm, với mỗi loại
cấp phối được thí nghiệm 1 tổ mẫu, xác định ở tuổi 28 ngày.
Độ mài mòn của bê tông được xác định theo công thức:
Mm = (M0 – M4)/F; (g/cm2)
Một số hình ảnh thí nghiệm:

Hình 2.5. Cát mịn nội đồng được
lấy ở bãi Trằm

Hình 2.6. Bảo dưỡng bê tông
trong các bể ngâm mẫu


9

Hình 2.7. Nén mẫu bê tông
2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

Các kết quả thí nghiệm kiểm tra chất lượng vật liệu đầu vào đảm
bảo các yêu cầu chế tạo bê tông. Tác giả tiến hành chế tạo mẫu và kết
quả thí nghiệm được trình bày ở chương 3.
CHƯƠNG 3
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁT MỊN BÃI TRẰM LÀM MẶT
ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
3.1. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN
3.1.1. Cường độ chịu nén của bê tông
3.1.1.1. Kết quả thí nghiệm
a, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 0%
Bảng 3.1. Kết quả thí nghiệm cường độ nén của cấp phối CM0
Tỉ lệ thay
Cường độ chịu nén,
thế %
(Mpa), ở tuổi, ngày
X
N
Đ
CS
Cm
Cm/ Cs
7
14
28
CM0-1
0
24,13 26,67
28,62
CM0-2 306 170,0 836,8 533,9 0,0
0

24
26,89
28,71
CM0-3
0
24,22
27,2
28,44
Cường độ chịu nén của tổ mẫu CM0
24,12 26,92
28,59

Kí hiệu
tổ mẫu

Lượng dùng vật liệu, (kg/m3)

Chú thích: X (xi măng), N (nước), Đ (đá dăm), Cs (cát sông), Cm (cát mịn)


10
b, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 20%, ký hiệu
CM20
Bảng 3.2. Kết quả thí nghiệm cường độ nén của cấp phối CM20
Kí hiệu
tổ mẫu
CM20-1
CM20-2
CM20-3

Lượng dùng vật liệu, kg/m3
X

N

Đ

CS

Cm

306

170,0

836,8

427,1

106,8

Cường độ chịu nén của tổ mẫu CM20

Tỉ lệ thay
thế %
Cm/ Cs
20
20
20

Cường độ chịu nén,
MPa, ở tuổi, ngày
7
14
28
23,64 26,27 28,44
23,02 25,78 28,67
23,55 26,8
28,27
23,41 26,28 28,46

c, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 40%, ký hiệu
CM40.
Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm cường độ nén của cấp phối CM40
Kí hiệu
tổ mẫu
CM40-1
CM40-2
CM40-3

Lượng dùng vật liệu, kg/m3
X

N

Đ

CS

Cm

306

170,0

836,8

320,3

213,6

Cường độ chịu nén của tổ mẫu CM40

Tỉ lệ thay Cường độ chịu nén, MPa,
thế %
ở tuổi, ngày
Cm/ Cs
7
14
28
40
22,93
26,44
28,36
40
22,89
26,67
28,44
40
23,11

26,18
28,22
22,97
26,43
28,34

d, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 60%, ký hiệu
CM60.
Bảng 3.4. Kết quả thí nghiệm cường độ nén của cấp phối CM60
Lượng dùng vật liệu, kg/m3

Kí hiệu
tổ mẫu

X
N
Đ
CS
CM60-1
CM60-2 306
170,0
836,8
213,6
CM60-3
Cường độ chịu nén của tổ mẫu CM60

Cm
320,3

Tỉ lệ thay

Cường độ chịu nén,
thế %
MPa,ở tuổi, ngày
Cm/ Cs
7
14
28
60
22,98
26,22
28,44
60
22,67
26,76
28,22
60
23,07
26,36
28,53
22,91
26,45
28,40

e, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 80%, ký hiệu
CM80
Bảng 3.5. Kết quả thí nghiệm cường độ nén của cấp phối CM80
Lượng dùng vật liệu, kg/m3

Kí hiệu
tổ mẫu

CM80-1
CM80-2
CM80-3

X

N

Đ

CS

Cm

306

170,0

836,8

106,8

427,1

Cường độ chịu nén của tổ mẫu CM80

Tỉ lệ
Cường độ chịu nén, MPa,
thay thế
ở tuổi, ngày

%
Cm/ Cs
7
14
28
80
22,93
25,78
27,78
80
23,11
25,6
28
80
23,02
26,27
27,87
23,02
25,9
27,9


11
g, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 100%, ký hiệu
CM100.
Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm cường độ nén của cấp phối CM100
Lượng dùng vật liệu, kg/m3

Kí hiệu
tổ mẫu

CM100-1
CM100-2
CM100-3

X

N

Đ

CS

Cm

306

170,0

836,8

0

533,9

Cường độ chịu nén của tổ mẫu CM100

Tỉ lệ thay Cường độ chịu nén, MPa,
thế %
ở tuổi, ngày
Cm/ Cs

7
14
28
100
23,42
25,78 28,22
100
23,24
25,6
28,09
100
23,56
26,27 27,96
23,41
25,89 28,09

Từ các kết quả thí nghiệm được tính toán ở trên, học viên tổng
hợp giá trị cường độ bê tông phát triển ở các ngày tuổi: 7 ngày, 14 ngày
và 28 ngày của 6 cấp phối CM0, CM20, CM40, CM60, CM80, CM100
như bảng 3.7.
Bảng 3.7. Kết quả thí nghiệm cường độ nén của các cấp phối
Kí hiệu
tổ mẫu
CM0
CM20
CM40
CM60
CM80
CM100

Lượng dùng vật liệu, (kg/m3)
X
306
306
306
306
306
306

N
170,0
170,0
170,0
170,0
170,0
170,0

Đ
836,8
836,8
836,8
836,8
836,8
836,8

CS
533,9
427,1
320,3
213,6

106,8
0

Cm
0,0
106,8
213,6
320,3
427,1
533,9

Tỉ lệ thay
thế (%)
Cm/ Cs
0
20
40
60
80
100

Cường độ chịu nén,
MPa, ở tuổi, (ngày)
7
14
28
24,12 26,92 28,59
23,41 26,28 28,46
22,97 26,43 28,34
22,91 26,45 28,40

23,02 25,9
27,9
23,41 25,89 28,09

3.1.1.2. Sự phát triển cường độ chịu nén của bê tông theo
thời gian. Sự phát triển cường độ nén của bê tông theo thời gian được thể
hiện trên hình 3.1

Hình 3.1. Biểu đồ cường độ nén của bê tông phát triển theo thời gian


12
- Từ hình 3.1 có thể thấy sự phát triển cường độ và ảnh hưởng
của tỷ lệ cốt liệu mịn được thay thế tới cường độ nén của bên tông và
sự phát triển cường độ này tuân theo quy luật Logarit như đối với bê
tông xi măng thông thường. Cường độ bê tông phát triển khá nhanh ở
giai đoạn đầu. Việc sử dụng cát mịn nội đồng kết hợp với cát sông
không làm giảm nhiều tốc độ phát triển cường độ của bê tông.
3.1.1.3. So sánh cường độ chịu nén của các cấp phối bê tông

Hình 3.2. Biểu đồ cường độ nén của các cấp phối bê tông ở tuổi 7, 14
và 28 ngày
- Từ biểu đồ 3.2, nhận thấy cường độ nén của bê tông ở 7 ngày đầu
tiên có sự tăng nhẹ. Chênh lệch cường độ khi tỷ lệ Cm/ Cs = 0% và Cm/ Cs
= 100% là không lớn. Ở 7 ngày đầu tiên, khi tăng tỷ lệ cát mịn thì tốc độ
phát triển cường độ giảm hơn so với cấp phối sử dụng cát tự nhiên (hình
3.2), nhưng càng về sau, từ ngày thứ 14 trở đi, khi tăng tỷ lệ cát mịn/cát
sông thì tốc độ phát triển cường độ bê tông của thay đổi rõ rệt, đạt giá trị
lớn nhất ở tỷ lệ Cm/Cs = 60%. Sau 28 ngày, cường độ của bê tông sử dụng
100% cát mịn đạt khoảng 98% cường độ bê tông sử dụng 100% cát sông,

sự chênh lệch cường độ này là khá nhỏ.
3.1.2. Cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông
a, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 0%, ký hiệu CM0
Bảng 3.8. Kết quả thí nghiệm cường độ kéo của bê tông CM0
Lượng dùng vật liệu, (kg/m3)

Kí hiệu
tổ mẫu
CM0-1
CM0-2
CM0-3

X

N

Đ

CS

Cm

306

170,0

836,8

533,9

0

Tỉ lệ Cường độ kéo Cường độ
thay thế khi uốn, MPa, kéo uốn tổ
%
(tuổi ngày)
mẫu, (Mpa)
Cm/ Cs
28
Rku
0
3,47
0
3,73
3,6
0
3,6


13
b, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 20%, ký hiệu CM20
Bảng 3.9. Kết quả thí nghiệm cường độ kéo của bê tông CM20

X
CM20-1
CM20-2
CM20-3

Đ

CS

Cm

Tỉ lệ
thay
thế %
Cm/ Cs

836,8

427,1

106,8

20

Lượng dùng vật liệu, (kg/m3)

Kí hiệu
tổ mẫu

N

306 170,0

Cường độ kéo khi
uốn, MPa, (tuổi
ngày)
28

3,47
3,6
3,6

Cường độ
kéo uốn tổ
mẫu, (Mpa)
Rku
3,56

c, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 40%, ký hiệu CM40
Bảng 3.10: Kết quả thí nghiệm cường độ kéo của bê tông CM40

CM40-1
CM40-2
CM40-3

Cường độ kéo
Tỉ lệ thay
khi uốn, MPa,
thế %
(tuổi ngày)
Cm
Cm/ Cs
28
40
3,3
213,6
40
3,6

40
3,73

Lượng dùng vật liệu, (kg/m3)

Kí hiệu
tổ mẫu
X

N

Đ

CS

306

170,0

836,8

320,3

Cường độ
kéo uốn tổ
mẫu, (Mpa)
Rku
3,54

d, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 60%, ký hiệu

CM60
Bảng 3.11. Kết quả thí nghiệm cường độ kéo của bê tông CM60

CM60-1
CM60-2
CM60-3

Tỉ lệ Cường độ kéo Cường độ kéo
thay thế khi uốn, MPa, uốn tổ mẫu,
%
(tuổi ngày)
(Mpa)
Cm
Cm/ Cs
28
Rku
60
3,6
320,3
60
3,6
3,56
60
3,47

Lượng dùng vật liệu, (kg/m3)

Kí hiệu
tổ mẫu
X

N

Đ

CS

306

170,0

836,8

213,6

e, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát mịn/ cát sông là 80%, ký hiệu
CM80.
Bảng 3.12. Kết quả thí nghiệm cường độ kéo của bê tông CM80
Lượng dùng vật liệu, (kg/m )

Kí hiệu
tổ mẫu
CM80-1
CM80-2
CM80-3

3

X

N

Đ

CS

Cm

306

170,0

836,8

106,8

427,1

Cường độ
Tỉ lệ
Cường độ kéo
kéo khi uốn,
thay
uốn tổ mẫu,
MPa, (tuổi
thế %
(Mpa)
ngày)
Cm/ Cs
28

Rku
20
3,47
20
3,20
3,38
20
3,47

g, Cấp phối có tỷ lệ thay thế cát sông/ cát mịn là 100%, ký hiệu
CM100


14
Bảng 3.13. Kết quả thí nghiệm cường độ kéo của bê tông CM100
Lượng dùng vật liệu, (kg/m3)

Kí hiệu
tổ mẫu
CM100-1
CM100-2
CM100-3

X

N

Đ

CS

Cm

306

170,0

836,8

0

533,9

Cường độ
Cường độ
Tỉ lệ thay kéo khi uốn,
kéo uốn tổ
thế %
MPa, (tuổi
mẫu, (Mpa)
ngày)
Cm/ Cs
28
Rku
0
3,6
0
3,6
3,51
0

3,33

Tổng hợp giá trị cường độ chịu kéo của bê tông khi thay thế tỷ lệ
cát mịn trình bày ở bảng 3.14.
Bảng 3.14. Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm cường độ kéo của bê tông
Lượng dùng vật liệu, (kg/m3)

Kí hiệu
tổ mẫu
CM0
CM20
CM40
CM60
CM80
CM100

X
306
306
306
306
306
306

N
170,0
170,0
170,0
170,0
170,0

170,0

Đ
836,8
836,8
836,8
836,8
836,8
836,8

CS
533,9
427,1
320,3
213,6
106,8
0

Cm
0
106,8
213,6
320,3
427,1
533,9

Cường độ kéo uốn
Tỉ lệ thay
tổ mẫu, MPa, (tuổi
thế %

ngày)
Cm/ Cs
28
0
3,6
20
3,56
40
3,54
60
3,56
80
3,38
100
3,51

Hình 3.3. Biểu đồ cường độ chịu kéo uốn của bê tông
- Từ hình 3.3, nhận thấy cường độ chịu kéo khi uốn của các tổ
mẫu bê tông có sự thay đổi không lớn khi hàm lượng cát mịn tăng lên,
khoảng dao động từ 3,56 MPa đến 3,6 MPa.
3.1.3. Độ mài mòn của bê tông


15
Bảng 3.15. Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm mài mòn của bê tông
Lượng dùng vật liệu, (kg/m3)

Kí hiệu
tổ mẫu
CM0

CM20
CM40
CM60
CM80
CM100

X
306
306
306
306
306
306

N
Mm
170,0
836,8
170,0
836,8
170,0
836,8
170,0
836,8
170,0 836,8
170,0 836,8

CS
Cm
533,9

0
427,1 106,8
320,3 213,6
213,6 320,3
106,8 427,1
0
533,9

Tỉ lệ
Độ mài mòn,
thay thế
(g/cm2)
%
Cm/ Cs
Mm
0
0,243
20
0,278
40
0,268
60
0,281
80
0,235
100
0,315

Hình 3.4. Biểu đồ độ mài mòn của bê tông
- Từ hình 3.4, nhận thấy độ mài mòn bề mặt của các tổ mẫu bê

tông có sự thay đổi khi hàm lượng cát mịn thay đổi.
3.2. LỰA CHỌN CẤP PHỐI TỐI ƯU VỚI CÁT MỊN BÃI TRẰM
Cát mịn bãi Trằm ở huyện Phú Lộc có trữ lượng lớn, cát có đặc
điểm mô đun độ lớn của cát lớn, hàm lượng bụi bẩn ít, hạt đồng đều và
có phần góc cạnh. Từ các kết quả thí nghiệm cường độ nén, cường độ
kéo uốn và khả năng chống mài mòn của bê tông, nhận thấy việc sử
dụng cát mịn nội đồng trong chế tạo bê tông xi măng cho đường là giải
pháp đem lại hiệu quả kinh tế xã hội.
Tuy nhiên, đôi khi sử dụng cát mịn ảnh hưởng tiêu cực đến độ
mài mòn của bê tông. Đó là do để duy trì tính công tác tương đương
như khi sử dụng cát thô, cần tăng lượng nước nhào trộn. Nhưng trong
đề tài, học viên đã giữ nguyên lượng dùng xi măng, điều này làm giảm
tỷ lệ xi măng trên nước, khiến cường độ và khả năng chống mài mòn bị
suy giảm, cụ thể như các số liệu thực nghiệm đã được trình bày ở trên.


16
Cường độ chịu nén và chịu kéo uốn của bê tông sử dụng cát mịn
khi thay thế ở tỷ lệ 40%-60% cho giá trị tối ưu nhất. Điều này phù hợp
với các kết luận của các tác giả Hoàng Minh Đức [5,6,7], Li, Shu-t’ien
and Ramakrishan [31]. Trong đó mức tối ưu đối với cường độ chịu nén
nhỏ hơn đối với cường độ chịu kéo khi uốn ở tỷ lệ 60%.
Có thể thấy rằng, để duy trì đồng thời tỷ lệ X/N và tính công tác
khi sử dụng cát mịn nội đồng, cần phải sử dụng các biện pháp công
nghệ như sử dụng hoặc tăng lượng dùng phụ gia giảm nước.
Theo quy định hiện hành [4], độ mài mòn của bê tông cho mặt
đường bê tông xi măng cao tốc cấp I, cấp II, cấp III phải không lớn hơn
0,3 g/cm2 và cho mặt đường bê tông xi măng cấp IV trở xuống không
lớn hơn 0,6 g/cm2. Kết quả thí nghiệm độ mài mòn cho thấy các cấp
phối bê tông sử dụng cát mịn đều đáp ứng được yêu cầu đối với độ mài

mòn khi áp dụng làm mặt đường bê tông xi măng.
Ngoài ra, thành phần hạt của hỗn hợp cát (40% cát sông và 60%
cát mịn) nằm trong phạm vi quy định của TCVN 7570:2006, được thể
hiện ở Hình 3.5.

Hình 3.5. Biểu đồ thành phần hạt của cát
(40% cát sông và 60% cát mịn)
Từ các kết quả trên, cấp phối tối ưu được lựa chọn là cấp phối có
tỷ lệ thay thế 60% cát mịn
3.3. TÍNH TOÁN KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG
3.3.1. Thiết kế
Để đánh giá thực tế của cấp phối tối ưu đã lựa chọn, tiến hành
tính toán kết cấu áo đường cho 2 cấp phối là cấp phối sử dụng 100% cát


17
sông và cấp phối lựa chọn thay thế bằng 60% cát mịn để so sánh đối
chiếu.
Tiến hành tính toán cho Tuyến đường nội bộ khu nghĩa trang
nhân dân Trường Đồng, thị trấn Lăng Cô, huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa
Thiên Huế, các thông số như sau:
- Cấp đuờng thiết kế: Đường cấp 4 miền núi theo TCVN 40542005.
- Chiều dài tính toán L = 1.140m
- Mặt cắt: 1,0 + 3,5 + 1,0 =5,5m
- Kết cấu mặt đường dự kiến: mặt đường BTXM M250 dày
20cm trên lớp móng cấp phối đồi.
- Tải trọng trục thiết kế mặt đường: Trục 4,5T.
- Hệ số poisson  = 0.15.
a, Với cấp phối sử dụng 100% cát sông
- Cường độ chịu nén yêu cầu: 28,59 Mpa;

- Cường độ chịu kéo yêu cầu: 3,6 Mpa;
b. Với cấp phối sử dụng có tỷ lệ thay thế bằng 60% cát mịn
- Cường độ chịu nén: 28,40 Mpa
- Cường độ chịu kéo: 3,56 Mpa
3.3.2. Phân tích và kết quả tính toán
3.3.2.1. Nội dung
Thiết kế mặt đường theo tiêu chuẩn 22-TCN 223-95, nội dung
tính toán bao gồm:
- Kiểm tra chiều dày tấm bê tông.
- Kiểm toán với tải trọng trục thiết kế.
- Kiểm toán đồng thời tải trọng và nhiệt độ.
3.3.2.2. Phương pháp tính
3.3.2.3. Kết quả tính toán.
- Với cấp phối sử dụng 100% cát sông
Kết quả tính toán thể hiện ở Bảng 3.16, với kết quả tính toán
17,26 cm. Chọn H = 18 cm.
- Với cấp phối sử dụng có tỷ lệ thay thế bằng 60% cát mịn


18
Kết quả tính toán thể hiện ở Bảng 3.17, với kết quả tính toán
17,36 cm. Chọn H = 18 cm.
Bảng 3.16. Tính toán kết cấu áo đường cứng với cát sông
TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CỨNG – CÁT SÔNG, M250
(22TCN 223-95)
1 CÁC THAM SỐ TÍNH TOÁN
Chiều dài tấm bê tông
L=
500
Chiều rộng tấm bê tông

B=
350
Mác tấm bê tông
M250
Cường độ chịu kéo
Rku=
36
Mô đun đàn hồi
Ebt=
290000
Hệ số Poisson
m=
0,15
Tải trọng trục tiêu chuẩn
Ptc=
4,5
Tải trọng bánh tiêu chuẩn
Pbtc=
2250
Hệ số xung kích
"m=
1,2
Tải trọng tính toán
Ptt=
2700
Đường kính vệt bánh xe
D0=
33
Bán kính vệt bánh xe
Rtt=

16,5
2 TÍNH CHIỀU DÀY TẤM BTXM
Giả định chiều dày tấm
h1=
22
Đường kính vệt bánh xe QĐ
D=
55
Ech trên mặt lớp móng
Echm=
400
Xác định các hệ số a1, a2, a3 theo vị trí đặt tải
h/R=
1,33
Ebt/Ech=
725,00
Tra bảng 4.1, 4.2 , 4.3 tìm được:
a1
1,32
a2
1,99
a3
1,93
Tính chiều dày tấm theo
tải trọng ở cạnh tấm
Hệ số chiết giảm cường độ theo Bảng 3.4 Điều 3.3
n=
0,5
Ứng suất tới hạn
[s]=

18
Chiều dày tấm bê tông
h=
17,26
KẾT LUẬN
Good
Chọn chiều dày tấm
h=
18
3 KIỂM TOÁN VỚI XE TRỤC 7T
Tải trọng bánh
P=
3500
Bán kính vệt bánh xe
R=
16,5
Hệ số xung kích
kâ=
1,15
Tải trọng bánh tính toán
Ptt=
4025
Khoảng cách 2 bánh xe
d=
1,7
Hệ số chiết giảm cường độ (Bảng 3.4)
n=
0,71
Xác định mô men uốn dưới bánh xe
Ta có

h/R=
1,09
Ebt/Echm=
725,00
aR=
0,185
Tra bảng 4.5 có
c=
0,212

cm
cm
daN/cm2
daN/cm2
T
daN
daN
cm
cm
cm
cm
daN

daN/cm2
cm
cm
daN
cm
daN
m

19
TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CỨNG – CÁT SÔNG, M250
(22TCN 223-95)
Mô men uốn hướng tâm và tiếp tuyến do tải trọng phân bố đều trên R
MF=MT=
842,2
daN.cm/cm
Mô men uốn hướng tâm và tiếp tuyến do tải trọng tập trung của bánh xe bên cạnh
Ta có
ar=
1,910
Tra bảng 4.5 có
A=
0,023
B=
-0,022
Mô men hướng tâm
MF=
78,52
daN.cm/cm
Mô men tiếp tuyến
MT=
-74,37
daN.cm/cm
Tổng mô men
SMF=
920,75
daN.cm/cm

SMT=
-916,60
daN.cm/cm
Kiểm toán với
mô men hướng tâm
Ứng suất cho phép của bê tông
[s]=
25,56
daN/cm2
Ứng suất kéo uốn trong tấm bê tông
s=
17,05
daN/cm2
KẾT LUẬN
ĐẠT
3 KIỂM TOÁN VỚI TẤM CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG VÀ NHIỆT ĐỘ
Chênh lệch nhiệt độ
Dt=
9
Độ C
Đặc trưng đàn hồi tấm bê tông
I=
97,02
Hệ số giãn dài do nhiệt độ của bê tông
a=
0,000010
Xác định tỷ số
L /I=
5,15
B/I=

3,61
Tra toán đồ hình 4.3 có
Cx=
0,42
Cy=
0,18
Ứng suất do Dt ở giữa theo hướng dọc tấm
s2=
3,58
daN/cm2
Ứng suất do Dt ở giữa theo hướng ngang
sn=
1,95
daN/cm2
Ứng suất do Dt theo hướng dọc tấm ở cạnh tấm
sc=
3,36
daN/cm2
Ứng suất do tải trọng gây ra ở giữa tấm
s1=
24,44
daN/cm2
Ứng suất do tải trọng gây ra ở cạnh tấm
"s2=
0,00
daN/cm2
Ứng suất tổng cộng do tải trọng và nhiệt độ gây ra ở giữa tấm theo hướng dọc
sI=
28,03
daN/cm2

Ứng suất tổng cộng do tải trọng và nhiệt độ gây ra ở cạnh tấm theo hướng dọc
sII=
3,36
Kiểm toán theo
Ứng suất tổng cộng giữa tấm
Hệ số chiết giảm cường độ (Bảng 3.4)
n=
0,875
Ứng suất cho phép
[s]=
31,5
daN/cm2
KẾT LUẬN
ĐẠT

Bảng 3.17. Tính toán kết cấu áo đường cứng với cát mịn bãi Trằm
TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CỨNG – CÁT MỊN M250
(22TCN 223-95)
1 CÁC THAM SỐ TÍNH TOÁN
Chiều dài tấm bê tông
L=
500
Chiều rộng tấm bê tông
B=
350
Mác tấm bê tông
M250
Cường độ chịu kéo
Rku=
35,6

Mô đun đàn hồi
Ebt=
290000
Hệ số Poisson
m=
0,15
Tải trọng trục tiêu chuẩn
Ptc=
4,5

cm
cm
daN/cm2
daN/cm2
T


20
TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CỨNG – CÁT MỊN M250
(22TCN 223-95)
Tải trọng bánh tiêu chuẩn
Pbtc=
2250
daN
Hệ số xung kích
"m=
1,2
Tải trọng tính toán
Ptt=
2700

daN
Đường kính vệt bánh xe
D0=
33
cm
Bán kính vệt bánh xe
Rtt=
16,5
cm
2 TÍNH CHIỀU DÀY TẤM BTXM
Giả định chiều dày tấm
h1=
22
cm
Đường kính vệt bánh xe QĐ
D=
55
cm
Ech trên mặt lớp mong
Echm=
400
daN
Xác định các hệ số a1, a2, a3 theo vị trí đặt tải
h/R=
1,33
Ebt/Ech=
725,00
Tra bảng 4.1, 4.2 , 4.3 tìm được:
a1
1,32

a2
1,99
a3
1,93
Tính chiều dày tấm theo
tải trọng ở cạnh tấm
Hệ số chiết giảm cường độ theo Bảng 3.4 Điều 3.3
n=
0,5
Ứng suất tới hạn
[s]=
17,8
daN/cm2
Chiều dày tấm bê tông
h=
17,36
cm
KẾT LUẬN
Good
Chọn chiều dày tấm
h=
18
cm
3 KIỂM TOÁN VỚI XE TRỤC 7T
Tải trọng bánh
P=
3500
daN
Bán kính vệt bánh xe
R=

16,5
cm
Hệ số xung kích
kâ=
1,15
Tải trọng bánh tính toán
Ptt=
4025
daN
Khoảng cách 2 bánh xe
d=
1,7
m
Hệ số chiết giảm cường độ (Bảng 3.4)
n=
0,71
Xác định mô men uốn dưới bánh xe
Ta có
h/R=
1,09
Ebt/Echm=
725,00
aR=
0,185
Tra bảng 4.5 có
c=
0,212
Mô men uốn hướng tâm và tiếp tuyến do tải trọng phân bố đều trên
R
MF=MT=

842,2
daN.cm/cm
Mô men uốn hướng tâm và tiếp tuyến do tải trọng tập trung của bánh xe bên cạnh
Ta có
ar=
1,910
Tra bảng 4.5 có
A=
0,023
B=
-0,022
Mô men hướng tâm
MF=
78,52
daN.cm/cm
Mô men tiếp tuyến
MT=
-74,37
daN.cm/cm
Tổng mô men
SMF=
920,75
daN.cm/cm


21
TÍNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CỨNG – CÁT MỊN M250
(22TCN 223-95)
SMT=
-916,60

daN.cm/cm
Kiểm toán với
mô men hướng tâm
Ứng suất cho phép của bê tông
[s]=
25,276
daN/cm2
Ứng suất kéo uốn trong tấm bê tông
s=
17,05
daN/cm2
KẾT LUẬN
ĐẠT
3 KIỂM TOÁN VỚI TẤM CHỊU TÁC DỤNG CỦA TẢI TRỌNG VÀ NHIỆT ĐỘ
Chênh lệch nhiệt độ
Dt=
9
Độ C
Đặc trưng đàn hồi tấm bê tông
I=
97,02
Hệ số giãn dài do nhiệt độ của bê tông
a=
0,000010
Xác định tỷ số
L /I=
5,15
B/I=
3,61
Tra toán đồ hình 4.3 có

Cx=
0,42
Cy=
0,18
Ứng suất do Dt ở giữa theo hướng dọc tấm
s2=
3,58
daN/cm2
Ứng suất do Dt ở giữa theo hướng ngang
sn=
1,95
daN/cm2
Ứng suất do Dt theo hướng dọc tấm ở cạnh tấm
sc=
3,36
daN/cm2
Ứng suất do tải trọng gây ra ở giữa tấm
s1=
24,44
daN/cm2
Ứng suất do tải trọng gây ra ở cạnh tấm
"s2=
0,00
daN/cm2
Ứng suất tổng cộng do tải trọng và nhiệt độ gây ra ở giữa tấm theo hướng dọc
sI=
28,03
daN/cm2
Ứng suất tổng cộng do tải trọng và nhiệt độ gây ra ở cạnh tấm theo hướng dọc
sII=

3,36
Kiểm toán theo
Ứng suất tổng cộng giữa tấm
Hệ số chiết giảm cường độ (Bảng 3.4)
n=
0,875
Ứng suất cho phép
[s]=
30,975
daN/cm2
KẾT LUẬN
ĐẠT

3.3.2. Nhận xét
Cát mịn bãi Trằm (tỷ lệ thay thế 60%) vẫn sử dụng để làm mặt đường
BTXM để thay thế cho cát sông, với tải trọng trục 4,5T thì chỉ cần chiều
dày 18cm, M250 là có thể sử dụng.
3.4. ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ
Để đánh giá hiệu quả kinh tế khi sử dụng cát mịn chế tạo bê tông
mặt đường, trên cơ sở các kết quả nghiên cứu ở phần trên, học viên đã
tiến hành lựa chọn cấp phối đại diện ở tỷ lệ thay thế 60% cát mịn. Các
số liệu thu được trong nghiên cứu được sử dụng để tính toán bài toán
kinh tế. Đơn giá vật liệu áp dụng để tính toán là đơn giá tham khảo tại
tỉnh Thừa Thiên Huế. Đối với cát mịn khai thác tại chỗ, giá thành được
tính dựa trên chi phí khai thác bao gồm: nhân công, khấu hao máy móc,
vận chuyển và chi phí quản lý.


22
Lập đơn giá để thi công cho 1.140m đường BTXM, M250, cho 2

cấp phối với chiều dày đã thiết kế.
Cát sông: theo thông báo giá tại thị trường có giá 400.000
đồng/1m3
Cát mịn bãi Trằm: giá được đơn vị sản xuất dự kiến bán là
120.000 đồng/1m3
Chi phí để thi công 1.140m đường bê tông xi măng:
Cát sông: 1.406.928.000 đồng.
Cát mịn (tỉ lệ thay thế 60%): 1.326.506.000 đồng.
Có thể thấy rằng, việc tận dụng cát mịn tại địa phương thay thế
cát sông không những đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật đặt ra, mà còn
giúp giảm giá thành vật liệu sản xuất bê tông tới xấp xỉ 6%.Cụ thể như
bảng tính 3.18:
Bảng 3.18. Bảng tổng hợp chi phí xây dựng
CÔNG TRÌNH: TUYẾN ĐƯỜNG NỘI BỘ KHU NGHĨA TRANG NHÂN DÂN TRƯỜNG
ĐỒNG, THỊ TRẤN LĂNG CÔ
HẠNG MỤC: MẶT ĐƯỜNG
TT
Hạng mục chi phí
Ký hiệu
Cách tích
Thành tiền
1
*\1- Mặt đường cát sông M250
Chi phí vật liệu
VL
VL
795.246.863
Chi phí nhân công
NC
NC

288.770.730
Chi phí máy thi công
M
M
59.705.459
- Chi phí trực tiếp
T
VL+NC+M
1.143.723.052
- Chi phí chung
C
T*5,5%
62.904.768
- Thu nhập chịu thuế tính trước
L
(T+C)*6%
72.397.669
- Chi phí xây dựng trước thuế
G
T+C+L
1.279.025.489
- Thuế giá trị gia tăng
VAT
G*10%
127.902.549
- Chi phí xây dựng sau thuế
Gxd
G+VAT
1.406.928.038
*.

- Tổng cộng
Gxdtc
Gxd
1.406.928.000
2

*.

*\2- Mặt đường cát mịn (thay thế 60%) M250
Chi phí vật liệu
VL
Chi phí nhân công
NC
Chi phí máy thi công
M
- Chi phí trực tiếp
T
- Chi phí chung
C
- Thu nhập chịu thuế tính trước
L
- Chi phí xây dựng trước thuế
G
- Thuế giá trị gia tăng
VAT
- Chi phí xây dựng sau thuế
Gxd
- Tổng cộng
Gxdtc

VL
NC
M
VL+NC+M
T*5,5%
(T+C)*6%
T+C+L
G*10%
G+VAT
Gxd

729.869.648
288.770.730
59.705.459
1.078.345.837
59.309.021
68.259.292
1.205.914.150
120.591.415
1.326.505.565
1.326.506.000


23
3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
Từ các kết quả thí nghiệm và bài toán tính kinh tế, nhận thấy:
- Khi sử dụng cát mịn để chế tạo mặt đường bê tông xi măng cho
các kết quả thí nghiệm nén ở 28 ngày tuổi đối với cấp phối có tỷ lệ thay
thế 60% đạt giá trị cường độ lớn nhất là 28,40 MPa so với các tỷ lệ thay
thế cát mịn khác và xấp xỉ tương đương với cường độ của bê tông khi

không sử dụng cát mịn (R = 28,59 MPa).
- Ở cấp phối có tỷ lệ thay thế 60% sau 28 ngày tuổi: Cường độ
chịu kéo khi uốn đạt 3,56 MPa, độ mài mòn bề mặt 0,281 g/cm2 so với
cấp phối không sử dụng cát mịn tương ứng là 3,6 MPa và 0,243 g/cm2.
Sự chênh lệch này là không lớn.
Như vậy, cấp phối có tỷ lệ thay thế 60% cát mịn là cấp phối tối ưu,
vừa đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật để chế tạo mặt đường bê tông xi
măng, vừa đáp ứng được tình hình thực tế khan hiếm cát tự nhiên như
hiện nay.
- Với cấp phối bê tông có tỷ lệ thay thế 60% cát mịn cho độ dày
mặt đường bê tông xi măng 18cm đảm bảo và tương đương so với việc
không sử dụng cát mịn; và mang lại hiệu quả kinh tế hơn so với cát
thường.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Đề tài nghiên cứu việc sử dụng cát mịn bãi Trằm để chế tạo mặt
đường bê tông xi măng thay thế cát sông trên địa bàn huyện Phú Lộc,
tỉnh Thừa Thiên Huế với các tỷ lệ thay thế cát mịn là: 20%, 40%, 60%,
80% và 100%. Qua các kết quả thí nghiệm, kết quả tính toán kết cấu áo
đường cứng và bài toán kinh tế, học viên rút ra một số kết luận và kiến
nghị sau:
1. Kết luận
- Tận dụng cát mịn tại địa phương trong chế tạo bê tông thi công
đường với cấp phối có tỷ lệ thay thế 60% cát mịn là cấp phối tối ưu,
vừa đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật để chế tạo mặt đường bê tông xi
măng, vừa đáp ứng được tình hình thực tế khan hiếm cát tự nhiên như