Đánh giá chất lượng các mỏ đá trên địa bàn tỉnh khánh hòa ảnh hưởng đến cường độ bê tông

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN XUÂN HÒA

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG
CÁC MỎ ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH KHÁNH HỊA
ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ BÊ TƠNG

Chun ngành: Kỹ thuật Xây dựng cơng trình Dân dụng và Cơng nghiệp
Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. TRƯƠNG HỒI CHÍNH

Đà Nẵng, Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa
từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình khoa học nào khác.

Tác giả luận văn:

Nguyễn Xuân Hòa

MỤC LỤC
TRANG BÌA
LỜI CAM ĐOAN
MỤC LỤC
TRANG TĨM TẮT LUẬN VĂN
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH9
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Lý do chọn đề tài: .......................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu: .................................................................................... 1
3. Mục tiêu nghiên cứu: ..................................................................................... 1
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ................................................................ 1
5. Phương pháp nghiên cứu: .............................................................................. 2
6. Cơ sở khoa học và thực tiễn: ......................................................................... 2
7. Kết quả đạt được và vấn đề còn tồn tại: ........................................................ 2
8. Cấu trúc luận văn: .......................................................................................... 2
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐÁ DĂM VÀ BÊ TÔNG...................................... 4
1.1. Tổng quan về đá xây dựng tại tỉnh Khánh Hịa ................................................... 4
1.2. Tính chất cơ lý của đá dăm dùng trong bê tông. ................................................. 8
1.2.1. Chức năng của đá dăm: ................................................................................. 8
1.2.2. Một số chỉ tiêu của đá dăm: .......................................................................... 8
1.3. Tính chất cơ lý của bê tông. ................................................................................ 9
1.3.1. Chức năng của bê tông: ................................................................................ 9
1.3.2. Phân loại bê tông: ....................................................................................... 10
1.3.3. Phạm vi ứng dụng. ...................................................................................... 11
1.3.4. Thành phần của bê tông: ............................................................................. 12
1.4. Cường độ của bê tông: ....................................................................................... 13
Kết luận chương 2: ................................................................................................... 13
CHƯƠNG 2. XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐÁ DĂM VÀ CƯỜNG

ĐỘ BÊ TÔNG BẰNG THỰC NGHIỆM ................................................................. 14
2.1. Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm: ........................................................................... 14
2.1.1. Lấy mẫu thử: ............................................................................................... 14
2.1.2. Xác định thành phần hạt: ............................................................................ 15
2.1.3. Xác định khối lượng riêng, khối lượng thể tích: ........................................ 18
2.1.4. Xác định khối lượng thể tích xốp và độ rỗng: ............................................ 23
2.1.5. Xác định hàm lượng bụi, bùn, sét trong cốt liệu: ....................................... 25


2.1.6. Xác định cường độ của đá gốc:................................................................... 27
2.1.7. Xác định độ nén đập: .................................................................................. 29
2.1.8. Xác định độ hao mòn khi va đập của cốt liệu lớn trong máy Los Angeles: 31
2.1.9. Xác định hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn: ................................... 34
2.2. Cách xác định cường độ bê tông bằng phương pháp thực nghiệm: .................. 36
2.2.1. Khái niệm về cường độ của bê tông: .......................................................... 36
2.2.2. Nội dung phương pháp thí nghiệm xác định cường độ: ............................. 37
Kết luận chương 2: ................................................................................................... 38
CHƯƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG CỦA ĐÁ ĐẾN
CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG ...................................................................................... 39
3.1. Mục đích: ........................................................................................................... 39
3.2. Kết quả thí nghiệm cốt liệu và mẫu thí nghiệm bê tơng: .................................. 41
3.2.1. Thành phần cấp phối đá: tại 3 mỏ khác nhau. ............................................ 41
3.2.2. Thành phần cấp phối liên quan: .................................................................. 48
3.2.3. Tỷ lệ cấp phối: ............................................................................................ 52
3.2.4. Quá trình đúc mẫu: ..................................................................................... 56
3.2.5. Quy trình thí nghiệm bê tơng: ..................................................................... 58
3.2.6. Thiết bị thí nghiệm ...................................................................................... 59
3.3. Kết quả thí nghiệm: ........................................................................................... 60
3.3.1. Cơng thức tính tốn: ................................................................................... 60
3.3.2. Kết quả thí nghiệm:..................................................................................... 60

3.4. Tổng hợp và nhận xét về kết quả thí nghiệm: ................................................... 71
3.4.1. Kết quả các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm: ....................................................... 71
3.4.2. Kết quả mẫu nén bê tông tại 3 mỏ Bồ Đà- Núi Sầm- Hòn thị .................... 72
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................. 76
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................. 77
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)
BẢN SAO KẾT LUẬN CỦA HỘI ĐỒNG, BẢN SAO NHẬN XÉT CỦA CÁC
PHẢN BIỆN.

.


TRANG TÓM TẮT LUẬN VĂN
Tên đề tài: ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CÁC MỎ ĐÁ TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH
KHÁNH HÒA ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ BÊ TƠNG
Học viên: NGUYỄN XN HỊA
Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng và cơng nghiệp
Mã số: 60.58.02.08 - Khóa: K33 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tên đề tài: Quality evaluation of stonequarry in Khanh Hoa province affects the
concrete strength.
TÓM TẮT:
Chất lượng của thành phần cốt liệu chủ yếu để sản xuất bê tông ảnh hưởng rất lớn đến
cường độ bê tông, trong đó có đá dăm.Tỉnh Khánh Hịa là địa phương có nguồn đá phục vụ
xây dựng dồi dào, chất lượng tốt và đồng đều. Các nghiên cứu thực nghiệm quan hệ giữa chất
lượng đá và cường độ bê tông tại các địa phương ở Việt Nam còn khá hạn chế. Trên cơ sở
nghiên cứu tính chất cơ lý của đá dăm tại 3 mỏ đá điển hình (mỏ đá Hịn Thị- Diên Khánh,
mỏ đá Bồ Đà- Vạn Ninh, mỏ đá Núi Sầm- Ninh hòa) tỉnh Khánh Hòa tiến hành đúc mẫu thí
nghiệm bê tơng với ba cấp bền B20, 22.5 và 27.5. Thí nghiệm xác định cường độ bê tơng ở
3,7,14 và 28 ngày tuổi của 3 nhóm mẫu (mỗi nhóm 6 viên) để đánh giá ảnh hưởng của chất

lượng đá đến cường độ bê tơng. Kết quả số liệu thí nghiệm thực tế cung cấp cơ sở để tham
khảo và sử dụng tiết kiệm, hợp lý hơn nguồn đá xây dựng trong công tác thiết kế và thi công
xây dựng tại tỉnh Khánh Hịa.
Từ khóa: Đá dăm; Bê tơng; Cường độ bê tơng; Cấp phối; Tính chất cơ lý
ABSTRACT:
The quality of the main aggregates for concrete production greatly affects the
concrete strength, including crushed stone. Khanh Hoa province has abundant sources of
good quality stone for construction. Empirical studies on the relationship between stone
quality and concrete strength in localities in Vietnam are still limited. Based on the study of
the mechanical properties of stone at three typical quarries (Hon Thi - Dien Khanh, Bo Da Van Ninh, Nui Sam - Ninh Hoa) in Khanh Hoa province, concrete samples with three classes
of concrete strength of B20, 22.5 and 27.5 are casted. Concrete strength was tested at 3, 7, 14
and 28 days for 3 groups (6 samples for one group) to evaluate the effect of stone quality on
concrete strength. The results of the actual test data will provide the basis to refer and use
construction stone more economical and reasonalbe in the design and construction work in
Khanh Hoa province.
Keywords: Crushed stone; Concrete; Concrete strength; Mixture; Mechanical properties


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

ASTM:

Tiêu chuẩn Mỹ.

B:

Cấp độ bền của bê tơng.

M:

Mác bê tơng.

N/X:

Nước/xi măng.

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam.

TB:

Trung bình.

Rb :

Cường độ của bê tông.

Rk:

Cường độ chịu kéo của bê tông.

Rn :

Cường độ chịu nén của bê tông.

Ru :

Cường độ chịu uốn của bê tông.

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số
Tên bảng
hiệu
1.1. Tính chất cơ lý trung bình của đá xây dựng trên địa bàn tỉnh Khánh Hịa
Tiềm năng khống sản sản xuất đá xây dựng trên địa bàn tỉnh Khánh
1.2.
Hịa theo thống kê của Liên đồn Bản đồ Địa chất miền Nam
1.3. Thành phần hạt của cốt liệu lớn:
1.4. Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn
1.5. Mác của đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập
1.6. Hệ số tính đổi kết quả
Kích thước lỗ sàng tiêu chuẩn dùng để xác định thành phần hạt của cốt
2.1.
liệu
2.2. Khối lượng mẫu thử tuỳ thuộc vào kích thước lớn nhấtcủa hạt cốt liệu
2.3. Kích thước thùng đong thí nghiệm
Kích thước của thùng đong phụ thuộc vào kích thước hạt lớn nhất của
2.4.
cốt liệu
2.5. Khối lượng mẫu thử hàm lượng bùn, bụi, sétcủa cốt liệu lớn
2.6. Kích thước mắt sàng trong thí nghiệm xác định độ nén dập
2.7. Khối lượng mẫu cốt liệu lớn dùng để thử độ hao mòn va đập
2.8. Số lượng bi thép sử dụng trong máy Los Angeles
2.9. Khối lượng mẫu thử hạt thoi dẹt
3.1. Kết quả cấp phối đá dăm mỏ đá Bồ Đà- Vạn Ninh
3.2. Kết quả các chỉ tiêu cơ lý đá dăm mỏ Bồ Đà (Đá Ryolit)
3.3. Kết quả cấp phối đá dăm mỏ đá núi Sầm- Ninh Hòa
3.4. Kết quả các chỉ tiêu cơ lý đá dăm mỏ đá núi Sầm (Đá Andesit).

3.5. Kết quả cấp phối đá dăm mỏ đá Hòn Thị.
3.6. Kết quả các chỉ tiêu cơ lý đá dăm mỏ đá Hòn Thị (Đá Andesit)
3.7. Kết quả cấp phối cát tại mỏ cát Diên Lâm
3.8. Kết quả các chỉ tiêu cơ lý xi măng Nghi Sơn (PCB 40)
3.9. Kết quả các chỉ tiêu cơ lý nước máy trộn bê tơng
3.10. Bảng kết quả tính tốn cấp phối bê tơng với mỏ đá Bồ Đà
3.11. Bảng kết quả tính tốn cấp phối bê tơng với mỏ đá Núi Sầm.
3.12. Bảng kết quả tính tốn cấp phối bê tơng với mỏ đá Hịn Thị.
Bảng kết quả tính tốn cấp phối bê tơng với mỏ đá: Bồ Đà, Núi Sầm,
3.13.
Hòn Thị.
3.14. Bảng tổng kết kết quả nén mẫu bê tông sử dụng các mỏ Bồ Đà – Núi

Trang
6
7
8
8
9
13
15
16
23
24
27
31
32
33
35
42

43
44
45
46
47
50
51
51
52
52
53
53
54


Số
hiệu
3.15.
3.16.
3.17.
3.18.
3.19.
3.20.
3.21.

Tên bảng
Sầm – Hòn Thị
Bảng kết quả nén mẫu bê tông sử dụng đá mỏ Bồ Đà
Bảng kết quả nén mẫu bê tông sử dụng đá mỏ Núi Sầm
Bảng kết quả nén mẫu bê tơng sử dụng đá mỏ Hịn Thị

Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm đá
Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm nén bê tơng B20(Mác 250)
Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm nén bê tơng B22,5(Mác 300)
Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm nén bê tơng B27.5(Mác 350)

Trang

60
64
67
71
72
72
72


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số
hiệu
1.1.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.
3.1.
3.2.
3.3.

3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.1.1.
3.12.
3.13.
3.14.
3.15.

Tên bảng
Một vài loại đá dùng trong xây dựng
Bộ sàng cát
Các loại hình dáng của khối cốt liệu
Phễu chứa vật liệu
Thùng rửa cốt liệu
Xi lanh bằng thép có đáy rời
Máy Los Angeles
Thước kẹp
Hoạt động khai thác tại mỏ đá Bồ Đà
Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm mỏ đá Bồ Đà
Mỏ đá núi Sầm- huyện Ninh Hòa
Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm mỏ đá núi Sầm- Ninh Hòa
Hoạt động chế biến đá tại mỏ đá Hòn Thị.
Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm mỏ đá Hòn Thị
Mỏ cát tại Diên Lâm
Biểu đồ thành phần hạt của cát tại mỏ cát Diên Lâm

Thiết bị thử độ sụt bê tơng
Đúc mẫu thử bê tơng
Thí nghiệm nén bê tông
Biểu đồ sử dụng cấp phối của bê tơng có cấp độ bền B20 theo
thời gian của 3 mỏ đá.
Biểu đồ sử dụng cấp phối của bê tông có cấp độ bềnB22,5theo
thời gian của 3 mỏ đá.
Biểu đồ sử dụng cấp phối của bê tơng có cấp độ bềnB27,5 theo
thời gian của 3 mỏ đá.
Biểu đồ so sánh cường độ nén cấp bền B20;22,5;27,5 của 3 mỏ
đá.

Trang
5
16
20
23
26
29
32
34
42
42
44
44
46
46
49
50
57

58
59
73
73
74
74


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Theo xu hướng phát triển ngành xây dựng hiện nay, việc nghiên cứu sự
ảnh hưởng của vật liệu đến chất lượng cơng trình là không thể thiếu, một trong
những yếu tố quan trọng là việc đánh giá chất lượng đá đến cường độ bê tông.
Chất lượng của thành phần cốt liệu chủ yếu để sản xuất bê tông ảnh hưởng rất
lớn đến cường độ bê tơng, trong đó có đá dăm.
Tỉnh Khánh Hịa là địa phương có nguồn đá phục vụ xây dựng dồi dào,
chất lượng tốt và khá đồng đều. Các nghiên cứu thực nghiệm quan hệ giữa chất
lượng đá và cường độ bê tơng tại các địa phương ở Việt Nam cịn hạn chế. Để
tạo điều kiện cho các nhà tư vấn thiết kế, các đơn vị thi công và các doanh
nghiệp khai thác đá sử dụng hợp lý nguồn khoáng sản theo quy hoạch tổng thể
của địa phương.
Với những lý do trên, đề tài của luận văn “Đánh giá chất lượng các mỏ
đá trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa ảnh hưởng đến cường độ bê tông” là một
nghiên cứu định hướng thiết thực, giúp nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn tài
nguyên, tạo điều kiện phát triển ngành sản xuất vật liệu xây dựng, sử dụng hiệu
quả nguồn đá xây dựng vào kết cấu bê tông trong hoạt động xây dựng.
2. Mục đích nghiên cứu:
Nghiên cứu thực nghiệm chất lượng đá của các mỏ đá trên địa bàn tỉnh

Khánh Hòa ảnh hưởng đến cường độ bê tông.
3. Mục tiêu nghiên cứu:
- Biết được chất lượng đá của các mỏ trên địa bàn tỉnh Khánh Hịa ảnh
hưởng đến cường độ bê tơng và rút ra nhận xét, kết luận.
- Xác định các chỉ tiêu cơ lý của đá và sự ảnh hưởng đến cường độ của bê
tơng, để tính tốn chất lượng các cấu kiện trong cơng trình xây dựng.
Nhằm phục vụ hoạt động thiết kế và thi công xây dựng tại tỉnh Khánh
Hòa.
- Hướng tới sử dụng tiết kiệm, hợp lý nguồn đá xây dựng tại địa phương.
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
a.Đối tượng nghiên cứu:


2

Nghiên cứu tính chất cơ lý của đá dăm tại 3 mỏ đá điển hình tại tỉnh
Khánh Hịa (mỏ đá Hòn Thị tại Diên Khánh, mỏ đá Bồ Đà tại Vạn Ninh, mỏ đá
Núi Sầm tại thị xã Ninh hòa) ảnh hưởng đến cường độ bê tông.
b.Phạm vi nghiên cứu:
- Nghiên cứu trong phạm vi của bê tông B20, (M250); B22.5, (M300) và
B27.5, (M350) qua thực tế tiến hành đúc mẫu thí nghiệm.
- Số liệu nghiên cứu thống kê trong 3 nhóm mẫu, mỗi nhóm 6 viên mẫu
được thí nghiệm ở 3 ngày, 7 ngày, 21 ngày và 28 ngày tuổi, đá được lấy từ 3 mỏ
đá khác nhau trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa. Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
3118:1993.
5. Phương pháp nghiên cứu:
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến
các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm và cường độ bê tông. Các TCVN về vật liệu và bê
tông.
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Xác định các chỉ tiêu cơ lý của

đá dăm và thí nghiệm thực nghiệm xác định cường độ của bê tông để thu thập số
liệu, thống kê và đánh giá các kết quả đạt được.
6. Cơ sở khoa học và thực tiễn:
- Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm qua thực tế lấy mẫu thí
nghiệm.
- Nghiên cứu trong phạm vi của bê tơng B20, 22,5 và 27,5 (Mác 250, 300
và 350) qua thực tế tiến hành đúc và nén mẫu thí nghiệm.
- Theo Tiêu chuẩn Việt Nam.
7. Kết quả đạt được và vấn đề còn tồn tại:
- Đưa ra một nghiên cứu cụ thể về đánh giá chất lượng đá đến cường độ
bê tơng trên địa bàn tỉnh Khánh Hịa.
- Khẳng định chất lượng đá dăm chất lượng đảm bảo sử dụng trong bê
tông thông thường và bê tông mác cao, phù hợp với hoạt động thi công xây
dựng nhà ở thông thường và sử dụng được trong các cơng trình địi hỏi chất
lượng bê tơng cường độ cao tại tỉnh Khánh Hịa.
- Cơng nghệ sản xuất đá cịn hạn chế ảnh hưởng đến chất lượng đá dăm.
8. Cấu trúc luận văn:
Luận văn gồm 3 chương:


3

Chương 1: Tổng quan về đá dăm và bê tông.
Chương 2: Xác định các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm và cường độ bê tông
bằng thực nghiệm.
Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm.
Kết luận và Kiến nghị.


4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐÁ DĂM VÀ BÊ TÔNG
1.1. Tổng quan về đá xây dựng tại tỉnh Khánh Hòa
Trên địa bàn tỉnh Khánh Hịa có rất nhiều khu vực chứa đá granite đá
Andesite và Ryolite có thể khai thác, chế biến thành đá xây dựng.
((Nguồn: Báo cáo quy hoạch thăm dị, khai thác và sử dụng khống sản
tỉnh Khánh Hịa (giai đoạn 2016 đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030)
- Sở Tài ngun và Mơi trường Khánh Hịa, tháng 01năm 2018.))
Các loại đá này được chia thành 2 nhóm như sau:
Nhóm 1:
Đá granit hay đá hoa cương là một loại đá mácma xâm nhập phổ biến
có thành phần axít. Granit có kiến trúc hạt trung tới thơ, khi có các tinh thể lớn
hơn nằm nổi bật trong đá thì gọi là kiến trúc porphia hay nổi ban. Granit có màu
hồng đến xám tối hoặc thậm chí màu đen, tùy thuộc vào thành phần hóa học và
khống vật cấu tạo nên đá. Các khối granit lộ ra trên mặt đất ở dạng khối và có
xu hướng trịn cạnh khi bị phong hóa. Granit đơi khi xuất hiện ở dạng trũng trịn
được bao bọc bởi các dãy đồi được hình thành từ quá trình biến chất tiếp xúc
nhiệt hay sừng hóa.
Granit hầu hết có cấu tạo khối, cứng và xù xì, và được sử dụng rộng rãi làm đá
xây dựng.Tỷ trọng riêng trung bình là 2.75 g/cm3 độ nhớt ở nhiệt độ và áp suất
tiêu chuẩn là ~ 4.5 x 1019 Pa.s.Granit xuất phát từ tiếng Latinh là granum,
nghĩa là hạt để nói đến cấu trúc hạt thơ của đá kết tinh.
Thành phần khống vật:
Tỷ lệ trung bình của các thành phần khoáng vật trong granit trên thế giới
được xếp loại theo phần trăm khối lượng theo thứ tự giảm dần như sau:
SiO2 - 72.04%; Al2O3 - 14.42%; K2O - 4.12%; Na2O - 3.69%; CaO 1.82%; FeO - 1.68%; Fe2O3 - 1.22%; MgO - 0.71%; TiO2 - 0.30%; P2O5 0.12%; MnO - 0.05%


5

Nhóm 2:
Andesit là một loại đá mácma phun trào có thành phần trung tính, với
kiến trúc ẩn tinh đến ban tinh. Về tổng thể, nó là loại đá trung gian giữa bazan
và dacit. Thành phần khoáng vật đặc trưng gồm plagiocla với pyroxen hoặc
hornblend. Magnetit, zircon, apatit, ilmenit, biotit, và granat là các khống vật
phụ thường gặp.[1]Fenspat kiềm có thể có mặt với số lượng nhỏ. Sự phổ biến
của tổ hợp fenspat-thạch anh trong andesit và các đá núi lửa khác được minh
hoạ trong các biểu đồ QAPF. Hàm lượng tương đối của kiềm và silica được
minh hoạ trong biểu đồ TAS.

Đá Andesit

Đá Ryolit

Hình 1.1. Một vài loại đá dùng trong xây dựng
Đá Andesit, Ryolit phân bố nhiều ở khu vực Diên Khánh, xã Phước Đồng
– TP Nha Trang, Ninh Hòa, Vạn Ninh… của tỉnh.
Đá mácma chia theo thành phần SiO2 và theo môi trường thành tạo được
miêu tả trong bảng bên dưới.
Thành phần (% SiO2)
Trung gian
Mafic
Phương thức diễn Felsic
(> 66 %) (52 - 66% )
(45 - 52% )
ra
Xâm nhập
Granit
Điôrit

Gabbrô
Phun trào
Riôlit
Anđêsit
Bazan

Siêu mafic
(< 45% )
Periđôtit

- Đá mácma xâm nhập:
Đá mácma xâm nhập được tạo thành khi dung dịch macma nguội đi và các
tinh thểkhoáng vật kết tinh chậm bên trong vỏTrái Đất. Các tinh thể kết tinh rõ


6

ràng, các đá loại này thường có cấu tạo đặc sít. Sự kết tinh của dung dịch mácma
trong giai đoạn sau có mơi trường thuận lợi để hình thành loại đá có kích thước
hạt rất to như pegmatit. Các đá xâm nhập có mặt trong các dãy núi cổ và hiện
đại, tuy nhiên chúng chỉ có trên các lục địa.
- Đá mácma phun trào:
Đá mácma phun trào được thành tạo khi dung dịch mácma phun trào lên
trên bề mặt đất; có sự giải phóng các chất khí có trong dung dịch macma một
cách mãnh liệt, các đá macma phún xuất thường có cấu tạo rỗng xốp.
Trên mặt đất, do nguội lạnh nhanh, macma không kịp kết tinh, hoặc chỉ kết
tinh được một bộ phận với kích thước tinh thể rất nhỏ, chưa hồn chỉnh, cịn đại
bộ phận tồn tại ở dạng vơ đình hình, trong đá có lẫn nhiều bọt khí (do đang sơi
và bị nguội lạnh nhanh): đó là dạng macma phún xuất chặt chẽ. Ví dụ Đá
diabazơ, bazan, andezit. Có tính chất rỗng nhẹ, cứng và rất giịn. Sử dụng làm

cốt liệu cho bê tông nhẹ, dùng làm phụ gia hoạt tính cho bê tơng và xi măng…
Tính chất cơ lý trung bình của 2 nhóm đá như sau:
Bảng 1.1. Tính chất cơ lý trung bình của đá xây dựng trên địa bàn tỉnh
Khánh Hòa
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Chỉ tiêu cơ lý
Độ ẩm tự nhiên
Độ ẩm bão hoà
Tỷ trọng γ
Độ rỗng
Cường độ kháng nén khơ
Cường độ kháng nén bão hồ
Mơ đun đàn hồi E10
Góc ma sát trong φ
Lực dính C

Đơn vị Nhóm 1
%
0,46
%

0,21
g/lit
2,64
%
9,12
2
kG/cm
820 - 1.110
2
kG/cm
920
2
kG/cm
1,75
o
độ ( )
32
2
kG/cm
198

Nhóm 2
0,39
0,91
2,74
2,93
1.218
1.020
1,70
37

205

((Nguồn: Báo cáo quy hoạch thăm dị, khai thác và sử dụng khống sản
tỉnh Khánh Hòa (giai đoạn 2016 đến năm 2020 và định hướng đến năm 2030)
- Sở Tài nguyên và Môi trường Khánh Hòa, tháng 01năm 2018.))


7

Với đặc điểm nêu trên, đá Andesit và Ryolit khu vực Khánh Hịahồn
tồn đáp ứng u cầu để sản xuất đá xây dựng thông thường theo tiêu chuẩn xây
dựng Việt Nam TCXDVN 7570:2006 - Cốt liệu cho bê tông và vữa - Yêu cầu
kỹ thuật, cụ thể là: Đá làm cốt liệu lớn cho bê tơng phải có cường độ thử trên
mẫu đá nguyên khai hoặc mác xác định thông qua giá trị độ nén dập trong xi
lanh lớn hơn 2 lần cấp cường độ chịu nén của bê tông khi dùng đá gốc phún
xuất, biến chất; lớn hơn 1,5 lần cấp cường độ nén của bê tông khi dùng đá gốc
trầm tích.
Trên địa bàn tỉnh Khánh Hịahiện nay có 79 điểm có khống sản có thể
sản xuất đá xây dựng với tổng trữ lượng tài nguyên dự báo là 23.616.628.000
m3. Diện tích, trữ lượng tài nguyên theo dự báo như bảng 1.2:
Bảng 1.2. Tiềm năng khoáng sản sản xuất đá xây dựng trên địa bàn tỉnh
Khánh Hòa theo thống kê của Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam
TT

Vị trí khu mỏ

1
2
3

TP Nha Trang
Huyện Vạn Ninh
Huyện Ninh Hịa
Huyện Diên
Khánh
Huyện Cam Lâm
Huyện Khánh
Vĩnh
Huyện Khánh
Sơn
Thành phố Cam
Ranh
Tổng cộng

4
5
6
7
8

Số điểm
có
khống
sản
4+13
3+6
10+4

Tổng trữ lượng TN dự báo
(1000m3)

Đá Granit
Đá Andesit,
Ryolit
1.593.535
1.259.947
1.415.750
183.650
2.374.650
115.274

3+9

1.430.200

526.692

3+4

86.000

381.250

7

3.019.255

0

3+3

8.296.175

2.075.000

3+4

177.500

1.000.000

58

18.393.065

5.541.813


8

1.2. Tính chất cơ lý của đá dăm dùng trong bê tông.
1.2.1. Chức năng của đá dăm:
Đá là cốt liệu lớn dùng cho bê tông là hỗn hợp các loại cốt liệu có kích
thước từ 5mm đến 70mm có nguồn gốc tự nhiên hoặc nhân tạo.
Trong hỗn hợp bê tông, thơng thường đá chiếm 85 đến 90% thể tích khơ của bê
tông. Đá ứng dụng cho bê tông thông thường là đá 1x2 còn gọi là đá 20mm (đá
dăm) được sử dụng nhiều nhất trong các hạng mục bê tông.
1.2.2. Một số chỉ tiêu của đá dăm:
1.2.2.1. Thành phần hạt:
Cốt liệu lớn có thể được cung cấp dưới dạng hỗn hợp nhiều cỡ hạt hoặc
các cỡ hạt riêng biệt. Thành phần hạt của cốt liệu lớn, biểu thị bằng lượng sót

tích luỹ trên các sàng, được quy định trong bảng sau:
Bảng 1.3. Thành phần hạt của cốt liệu lớn:
Kích
thước
lỗ sàng
(mm)
100
70
40
20
10
5

Lượng sót tích lũy trên sàng, % khối lượng,
ứng với kích thước hạt liệu nhỏ nhất và lớn nhất, (mm)

5-10
0
0-10
90-100

5-20
0
0-10
40-70
90-100

5-40
0
0-10

40-70
…
90-100

5-70
0
0-10
40-70
…
…
90-100

10-40
0
0-10
40-70
90-100
-

10-70
0
0-10
40-70
…
90-100
-

20-70
0
0-10

40-70
90-100
-

1.2.2.2. Hàm lượng bụi, bùn, sét trong cốt liệu lớn:
Tuỳ theo cấp bê tông không vượt quá giá trị quy định trong bảng sau:
Bảng 1.4. Hàm lượng bùn, bụi, sét trong cốt liệu lớn
Cấp bê tông
- Cao hơn B30
- Từ B15 đến B30
- Thấp hơn B15

Hàm lượng bùn, bụi, sét, % khối
lượng, không lớn hơn
1,0
2,0
3,0


9

1.2.2.3. Cường độ đá:
Đá làm cốt liệu lớn cho bê tơng phải có cường độ thử trên mẫu đá ngun
khai hoặc mác xác định thông qua giá trị độ nén dập trong xi lanh lớn hơn 2 lần
cấp cường độ chịu nén của bê tông khi dùng đá gốc phún xuất, biến chất; lớn
hơn 1,5 lần cấp cường độ chịu nén của bê tơng khi dùng đá gốc trầm tích.
Mác đá dăm xác định theo giá trị độ nén dập trong xi lanh được quy định
trong Bảng 1.5.
Bảng 1.5. Mác của đá dăm từ đá thiên nhiên theo độ nén dập
Mác đá

dăm*

Độ nén dập trong xi lanh ở trạng thái bão hồ nước, % khối
lượng
Đá trầm tích
Đá phún xuất xâm
Đá phún xuất
nhập và đá biến chất
phun trào
140
Đến 12
Đến 9
120
Đến 11
Lớn hơn 12 đến 16
Lớn hơn 9 đến 11
100
Lớn hơn 11 đến 13
Lớn hơn 16 đến 20
Lớn hơn 11 đến 13
80
Lớn hơn 13 đến 15
Lớn hơn 20 đến 25
Lớn hơn 13 đến 15
60
Lớn hơn 15 đến 20
Lớn hơn 25 đến 34
40
Lớn hơn 20 đến 28
30

Lớn hơn 28 đến 38
20
Lớn hơn 38 đến 54
* Chỉ số mác đá dăm xác định theo cường độ chịu nén, tính bằng MPa tương
đương với các giá trị 1 400; 1 200; ...; 200 khi cường độ chịu nén tính bằng
kG/cm2.
1.2.2.4. Độ hao mịn khi va đập của cốt liệu lớn thí nghiệm trong máy Los
Angeles: không lớn hơn 50% khối lượng.
1.2.2.5. Hàm lượng hạt thoi dẹt trong cốt liệu lớn: không vượt quá 15 % đối với
bê tông cấp cao hơn B30 và không vượt quá 35 % đối với cấp B30 và thấp hơn.
1.2.2.6. Tạp chất hữu cơ trong đá: Xác định theo phương pháp so màu, khơng
thẫm hơn màu chuẩn.
1.3. Tính chất cơ lý của bê tơng.
1.3.1. Chức năng của bê tơng:
- Tính năng cơ học của bê tông là chỉ các loại cường độ và biến dạng.


10

- Tính năng vật lý là chỉ tính co ngót, từ biến, khả năng chống thấm, cách
nhiệt, ... của bê tơng.
1.3.2. Phân loại bê tơng:
Có nhiều cách phân loại bê tông, thường theo 3 cách.
1.3.2.1. Phân loại theo khối lượng thể tích:
Đây là cách phân loại được dùng nhiều nhất vì khối lượng riêng của các
thành phần tạo nên bê tơng gần như nhau (đều là khống chất vơ cơ) nên khối
lượng thể tích của bê tơng phản ánh độ đặc chắc của nó. Theo cách phân loại
này có thể chia bê tông thành 4 loại:
Bê tông đặc biệt nặng: γ0 >2500kG/m3, chế tạo bằng các cốt liệu đặc
chắc và từ các loại đá chứa quặng. Bê tông này ngăn được các tia X và tia γ.

Bê tơng nặng (cịn gọi là bê tông thường): γ0= (1800 – 2500), chế tạo từ
các loại đá đặc chắc và các loại đá chứa quặng. Loại bê tông này thường được
dùng phổ biến trong xây dựng cơ bản và dùng để sản xuất các cấu kiện chịu
lực.
Bê tông nhẹ: γ0 = (500 - 1800) kG/m3, gồm bê tông chế tạo từ cốt liệu
rỗng thiên nhiên, nhân tạo và bê tông tổ ong không cốt liệu, chứa một lượng
lớn lỗ rỗng khí.
Bê tơng đặc biệt nhẹ: γ0 < 500 kG/m3, có cấu tạo tổ ong với mức độ rỗng
lớn, hoặc chế tạo từ các loại rỗng nhẹ có độ rỗng lớn (khơng cát).
1.3.2.2. Phân loại theo chất kết dính:
- Bê tơng xi măng: Chất kết dính là xi măng và chủ yếu là xi măng pooc
lăng và các loại xi măng khác.
- Bê tông silicat: Chế tạo từ nguyên liệu vôi cát silic nghiền, qua xử lí
chưng hấp ở nhiệt độ và áp suất cao.
- Bê tơng thạch cao: Chất kết dính là thạch cao hoặc xi măng thạch cao.
- Bê tông xỉ: Chất kết dính là các loại xỉ lị cao trong cơng nghiệp luyện
thép hoặc xỉ nhiệt điện, phải qua xử lí nhiệt ẩm ở áp suất thường hay áp suất
cao.


11

- Bê tơng polime: Chất kết dính là chất dẻo (polime) và phụ gia vô cơ.
1.3.2.3. Phân loại theo phạm vi sử dụng:
- Bê tơng cơng trình: Sử dụng ở các kết cấu và cơng trình chịu lực, u
cầu có cường độ thích hợp và tính chống biến dạng.
- Bê tơng cơng trình cách nhiệt: Vừa u cầu chịu được tải trọng vừa
cách nhiệt, dùng ở các kết cấu bao che.
- Bê tông cách nhiệt: Bảo đảm yêu cầu cách nhiệt của các kết cấu bao
che có độ dày khơng lớn.

- Bê tơng thủy cơng: Ngồi u cầu chịu lực và chống biến dạng, cần có
độ chống thấm và tính bền vững trong môi trường xâm thực cao.
- Bê tông làm đường: Dùng làm tấm lát mặt đường, làm đường băng sân
bay, ... loại bê tơng này cần có cường độ cao, tính chống mài mịn lớn và chịu
được sự biến đổi lớn về nhiệt độ và độ ẩm.
- Bê tơng ổn định hóa học: Ngồi u cầu thỏa mãn các chỉ tiêu kĩ thuật
khác, cần chịu được tác dụng xâm thực của các dung dịch muối axit, kiềm và
hơi của các chất này mà không bị phá hoại hay giảm tuổi thọ cơng trình.
- Bê tơng chịu lửa: Chịu được tác dụng lâu dài của nhiệt độ cao khi sử
dụng.
1.3.3. Phạm vi ứng dụng.
- Bê tông ngày nay được sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng và
trở thành một trong những vật liệu xây dụng chủ yếu
- Xây dựng công nghiệp: Kết cấu chịu lực nhà 1 tầng và nhiều tầng, ống
khói, bun ke, xi lơ, móng máy, hành lang vận chuyển ..., Cơng trình cấp thốt
nước...
- Xây dựng dân dụng.
- Xây dựng cơng trình giao thơng: Cầu, đường, tà vẹt, âu tàu, cầu tàu, vỏ
hầm xe điện ngầm...
-Xây dựng cơng trình thủy lợi: Trạm bơm, máy dẫn nước, đập, thủy
điện,...


12

- Xây dựng cơng trình quốc phịng: Cơng sự kiên cố, doanh trại,...
- Xây dựng cơng trình thơng tin.
1.3.4. Thành phần của bê tông:
1.3.4.1. Xi măng:
Việc lựa chọn xi măng là đặc biệt quan trọng trong việc sản xuất bê tơng,

có nhiều loại xi măng khác nhau, xi măng mác càng cao thì khả năng kết dính
càng tốt và chất lượng thiết kế bê tông tăng lên. Tuy nhiên giá thành của xi
măng mác cao là lớn vì vậy khi thiết kế bê tông vừa phải đảm bảo chất lượng
đúng yêu cầu kĩ thuật và giải quyết tốt bài toán kinh tế.
1.3.4.2. Cốt liệu nhỏ (Cát):
Cát dùng trong sản xuất bê tơng có thể là cát thiên nhiên hay cát nhân tạo
kích thước hạt từ 0.14 - 5(mm). Chất lượng cát phụ thuộc vào thành phần
khoáng, thành phần tạp chất, thành phần hạt,...
1.3.4.3. Cốt liệu lớn (Đá dăm):
Đá dăm có nhiều loại phụ thuộc vào kích cỡ của đá, do đó tùy thuộc vào
loại bê tơng mà ta chọn kích thước đá phù hợp.
1.3.4.4. Nước:
Nước dùng trong sản xuất bê tông phải đáp ứng đủ tiêu chuẩn để không
ảnh hưởng xấu đến khả năng đông kết của bê tông và chống ăn mịn kim loại.
1.3.4.5. Chất phụ gia:
Thường có hai loại phụ gia
- Loại phụ gia hoạt động bề mặt: loại phụ gia này mặc dù được sử dụng
một lượng nhỏ nhưng có khả năng cải thiện đáng kể tính chất của hỗn hợp bê
tơng và tăng cường nhiều tính chất khác của bê tông.
- Loại phụ gia rắn nhanh: loại phụ gia này có khả năng rút ngắn quá trình
rắn chắc của bê tơng trong điều kiện tự nhiên cũng như nâng cao cường độ bê
tông.
- Đối với đề tài nghiên cứu này ta không sử dụng phụ gia.


13

1.4. Cường độ của bê tông:
Xác định cường độ của bê tông theo thời gian theo tiêu chuẩn TCVN
3118:1993.

Cường độ nén từng viên mẫu bê tơng (Rn) được tính bằng (daN/cm2)
theo cơng thức:

Rn

P
F

Trong đó:
P - Tải trọng phá hoại, (daN);
F - Diện tích chịu lực nén của viên mẫu, (cm2);
α - Hệ số tính đổi kết quả thử nén các viên mẫu bê tơng kích thước khác
chuẩn về cường độ của viên mẫu kích thước 150x150x150 (mm).
Giá trị α lấy theo Bảng 1.6
Bảng 1.6. Hệ số tính đổi kết quả
Hình dáng và kích thước của mẫu
(mm)
Mẫu lập phương
100x100x100
150x150x150
200x200x200
300x300x300
Mẫu trụ
71,4x143 và 100x200
150x300
200x400

Hệ số tính đổi α

0,91

1,00
1,05
1,10
1,16
1,20
1,24

Kết luận chương 1:
Vật liệu đá dăm dùng làm bê tông được sử dụng rộng rãi trong ngành
xây dựng cơ bản của nước ta. Đánh giá chất lượng đá ảnh hưởng đến cường độ
bê tông là vấn đề rất cần thiết nhằm đạt đến hiệu quả sử dụng của vật liệu trong
bê tông. Trong thiết kế và thi công nhiều cấu kiện bê tông cốt thép, việc nghiên
cứu thực nghiệm chất lượng đá ảnh hưởng đến cường độ bê tông là công tác
thường xuyên và liên tục, vấn đề này sẽ được nghiên cứu trong các chương sau.


14

CHƯƠNG 2
XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐÁ DĂM VÀ
CƯỜNG ĐỘ BÊ TÔNG BẰNG THỰC NGHIỆM
2.1. Các chỉ tiêu cơ lý của đá dăm:
2.1.1. Lấy mẫu thử:
Mẫu cốt liệu được lấy theo lô sản phẩm, sao cho đảm bảo đặc tính tự
nhiên của cốt liệu và đại diện cho lô cốt liệu cần thử.
- Lô cốt liệu là khối lượng cốt liệu do một cơ sở sản xuất trong một ngày
và được giao nhận cùng một lúc. Nếu cốt liệu được sản xuất theo từng cỡ hạt
riêng biệt thì lơ cốt liệu là khối lượng cốt liệu của cùng một cỡ hạt được sản
xuất trong một ngày.
- Khối lượng lô cốt liệu nhỏ trong kho không lớn hơn 500 Tấn hoặc

khoảng 350 m3.
- Khối lượng lô cốt liệu lớn trong kho không lớn hơn 300 Tấn hoặc
khoảng 200 m3.
Sấy đến khối lượng không đổi: Cốt liệu được sấy ở nhiệt độ từ 105 0C
đến 110oC cho tới khi chênh lệch giữa hai lần cân không vượt quá 0,1 % khối
lượng. Thời gian giữa hai lần cân liên tiếp khơng ít hơn 30 phút.
Mẫu thử, thiết bị và vật liệu dùng cho quá trình thử, phải được bảo quản
đạt nhiệt độ phịng thí nghiệm trước khi sử dụng.
Dụng cụ và thiết bị:
- Cân kỹ thuật, chính xác đến+ 1 %;
- Dụng cụ xúc mẫu hoặc lấy mẫu trên băng chuyền, bằng gỗ hoặc bằng
kim loại;
- Thiết bị chia mẫu, gồm hộp chứa và máng chia mẫu. Chiều rộng khe
chảy của máng chia mẫu phải lớn hơn 1,5 lần kích thước hạt cốt liệu nhỏ lớn
nhất.


15

2.1.2. Xác định thành phần hạt:
2.1.2.1. Thiết bị thử:
- Cân kỹ thuật có độ chính xác +1 %;
- Bộ sàng tiêu chuẩn, kích thước mắt sàng 2,5 mm; 5 mm; 10 mm; 20
mm; 40 mm; 70 mm; 100 mm và sàng lưới kích thước mắt sàng 140 µm; 315
µm; 630 µm và 1,25 mm theo Bảng 2.1;
Bảng 2.1.Kích thước lỗ sàng tiêu chuẩn dùng để xác định thành phần hạt của
cốt liệu
Kích thước lỗ sàng
Cốt liệu nhỏ
Cốt liệu lớn

140 315 630 1,25 2,5
5
5
10
20
40
70 100
µm µm µm mm mm mm mm mm mm mm mm mm
Chú thích: Có thể sử dụng thêm các sàng có kích thước nằm giữa các kích
thước đã nêu trong bảng.
- Máy lắc sàng;
- Tủ sấy có bộ phận điều chỉnh nhiệt độ đạt nhiệt độ sấy ổn định từ
105oC đến 110oC.
2.1.2.2. Tiến hành thử:
a) Cốt liệu nhỏ:
- Cân lấy khoảng 2000g (mo) cốt liệu từ mẫu thử đã được chuẩn bị ở điều
4 và sàng qua sàng có kích thước mắt sàng là 5 mm.
- Xếp chồng từ trên xuống dưới bộ sàng tiêu chuẩn theo thứ tự kích
thước mắt sàng từ lớn đến nhỏ như sau: 2,5 mm; 1,25 mm; 630 µm; 315 µm;
140 µm và đáy sàng.
- Cân khoảng 1000 g (m) cốt liệu đã sàng qua sàng có kích thước mắt
sàng 10 mm và 5 mm sau đó đổ cốt liệu đã cân vào sàng trên cùng (sàng có
kích thước mắt sàng 2,5 mm) và tiến hành sàng. Có thể dùng máy sàng hoặc lắc
bằng tay. Khi dùng máy sàng thì thời gian sàng theo qui định của từng loại
máy. Khi sàng bằng tay thì thời điểm dừng sàng là khi sàng trong vịng 1 phút
mà lượng lọt qua mỗi sàng khơng lớn hơn 0,1 % khối lượng mẫu thử.
- Cân lượng sót trên từng sàng, chính xác đến 1 g.


16

Hình 2.1 Bộ sàng cát
b) Cốt liệu lớn:
- Cân một lượng mẫu thử đã chuẩn bị với khối lượng phù hợp kích thước
lớn nhất của hạt cốt liệu nêu trong Bảng 2.2
Bảng 2.2. Khối lượng mẫu thử tuỳ thuộc vào kích thước lớn nhấtcủa hạt cốt
liệu
Kích thước lớn nhất của hạt cốt
liệu Dmax(mm)
10
20
40
70
Lớn hơn 70

Khối lượng mẫu, không nhỏ
hơn (kg)
5
5
10
30
50

Chú thích: Dmax kích thước danh nghĩa tính theo kích thước mắt sàng
nhỏ nhất mà khơng ít hơn 90% khối lượng hạt cốt liệu lọt qua.
- Xếp chồng từ trên xuống dưới bộ sàng tiêu chuẩn theo thứ tự kích
thước mắt sàng từ lớn đến nhỏ như sau: 100 mm; 70 mm; 40 mm; 20 mm; 10
mm; 5 mm và đáy sàng.
- Đổ dần cốt liệu đã cân theo Bảng 2.2 vào sàng trên cùng và tiến hành
sàng. Chú ý chiều dày lớp vật liệu đổ vào mỗi sàng không được vượt quá kích