Báo cáo khoa học: "bước đầu nghiên cứu sử dụng cát biển nam bộ làm bê tông xi măng"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Nguyễn Phương Hà Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

70
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

đặt vấn đề Từ tr-ớc đến nay, vật liệu dùng để chế tạo bê tông xi măng trong công tác xây dựng dân dụng cũng nh- xây dựng cầu đ-ờng th-ờng dùng cát vàng có thành phần hạt đ-ợc khống chế, nh-ng do nhu cầu xây dựng ngày càng phát triển, nguồn cát vàng ngày càng khan hiếm, việc khai thác cát vàng không theo quy hoạch làm cho nguồn cát vàng đang ngày càng cạn kiệt, làm ảnh h-ởng nghiêm trọng đến môi tr-ờng sinh......

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo khoa học: "bước đầu nghiên cứu sử dụng cát biển nam bộ làm bê tông xi măng"

b−íc ®Çu nghiªn cøu sö dông c¸t biÓn nam bé lμm bª t«ng xi m¨ng ThS. Lª v¨n b¸ch Liªn Bé m«n C«ng tr×nh C¬ së II - Tr−êng §¹i häc GTVT Tãm t¾t: Bμi b¸o tr×nh bμy t×nh h×nh c¸t biÓn Nam Bé vμ mét sè kÕt qu¶ nghiªn cøu b−íc ®Çu vÒ sö dông c¸t biÓn Nam Bé lμm bª t«ng xi m¨ng. Summary: The Southern sea sand situation and the initial research on using Southern sea sand to manufacture cement concrete were presented in this. i. ®Æt vÊn ®Ò Tõ tr−íc ®Õn nay, vËt liÖu dïng ®Ó chÕ t¹o bª t«ng xi m¨ng trong c«ng t¸c x©y dùng d©n dông còng nh− x©y dùng cÇu ®−êng th−êng dïng c¸t vµng cã thµnh phÇn h¹t ®−îc khèng chÕ, nh−ng do nhu cÇu x©y dùng ngµy cµng ph¸t triÓn, nguån c¸t vµng ngµy cµng khan hiÕm, viÖc khai th¸c c¸t vµng kh«ng theo quy ho¹ch lµm cho nguån c¸t vµng ®ang ngµy cµng c¹n kiÖt, lµm ¶nh h−ëng nghiªm träng ®Õn m«i tr−êng sinh th¸i. Trong khi nguån c¸t mÞn biÓn l¹i ®ang rÊt dåi dµo, ch−a ®−îc sö dông. V× vËy viÖc nghiªn cøu sö dông c¸t mÞn biÓn vµo chÕ t¹o bª t«ng xi m¨ng trong x©y dùng lµ rÊt cÇn thiÕt. HiÖn nay, bª t«ng ®−îc sö dông rÊt réng r·i trong x©y dùng c«ng tr×nh ë n−íc ta còng nh− trªn thÕ giíi. Tuy mang nhiÒu tÝnh −u viÖt, nh−ng bª t«ng lµ s¶n phÈm do nhiÒu vËt liÖu kh«ng ®ång nhÊt t¹o ra, do ®ã cho ®Õn nay viÖc dïng vËt liÖu ®Ó chÕ t¹o bª t«ng xi m¨ng vÉn cßn nhiÒu vÊn ®Ò cÇn ph¶i ®i s©u vµ tiÕp tôc nghiªn cøu. HiÖn nay, c¸c tØnh vïng Nam Bé rÊt khan hiÕm vËt liÖu c¸t ®¹t yªu cÇu quy chuÈn vÒ x©y dùng. Ngoµi ra viÖc ph¸t triÓn hÖ thèng ®−êng s¸ phôc vô ph¸t triÓn kinh tÕ cña c¸c tØnh Nam Bé ®ang ®Æt ra nh÷ng yªu cÇu cÊp thiÕt do ®Æc thï ®Þa lý khu vùc. Thùc tÕ x©y dùng ®−êng cho thÊy viÖc dïng bª t«ng xi m¨ng ®Ó x©y dùng mãng mÆt ®−êng ë khu vùc nµy lµ mét gi¶i ph¸p kü thuËt cã hiÖu qu¶. §èi víi c¸c tØnh Nam Bé rÊt hiÕm c¸t vµng x©y dùng, c¸t ®¸ nhiÒu khi ph¶i vËn chuyÓn hµng tr¨m km ®Õn n¬i tiªu thô, gi¸ thµnh cao. Trong khi ®ã víi bê biÓn vµ ®¶o tr¶i dµi cã s½n hµng triÖu mÐt khèi c¸t biÓn lo¹i c¸t mÞn vµ mÆn mµ cho ®Õn nay ng−êi ta ch−a hÒ dïng ®Ó chÕ t¹o bª t«ng xi m¨ng. VÊn ®Ò ®¹t ra lµ liÖu cã thÓ dïng lo¹i c¸t mÞn biÓn nµy nh− lµ mét lo¹i vËt liÖu t¹i chç dåi dµo ®Ó chÕ t¹o bª t«ng xi m¨ng h¹ gi¸ thµnh x©y dùng? NÕu dïng c¸t biÓn ®Ó chÕ t¹o bª t«ng xi m¨ng th× sù ¶nh h−ëng biÓu kiÕn qua mét sè chØ tiªu c¬ lý cña bª t«ng xi m¨ng nh− thÕ nµo? Vµ cã thÓ sö dông h¹n chÕ ra sao?… Mét vÊn ®Ò n÷a ®−îc ®Æt ra lµ hiÖn nay ®Ó x©y dùng mét sè c«ng tr×nh cã sö dông bª t«ng xi m¨ng trªn c¸c ®¶o, do c¸c ®Æc ®iÓm nh− ®· ph©n tÝch, c¸c lo¹i vËt liÖu ph¶i chë tõ ®Êt liÒn ra ®¶o t¨ng lªn rÊt cao.
HiÖn nay c¸c nghiªn cøu vÒ sö dông c¸t biÓn ®Ó lµm bª t«ng xi m¨ng dïng trong x©y dùng trong n−íc còng nh− trªn thÕ giíi ®Òu ®· thÊy cã kh¶ n¨ng sö dông c¸t biÓn ®Ó chÕ t¹o bª t«ng xi m¨ng, tuy nhiªn sè l−îng kh«ng nhiÒu vµ thiÕu hÖ thèng. ë ViÖt Nam trªn thùc tÕ ch−a cã tr−êng hîp nµo ®−îc chÝnh thøc sö dông c¸t biÓn lµm bª t«ng xi m¨ng. Trªn c¬ së ®ã, chóng t«i ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu kh¶ n¨ng sö dông c¸t biÓn ë c¸c tØnh Nam Bé (mµ chñ yÕu lµ tØnh B×nh ThuËn vµ Bµ RÞa - Vòng tµu) nh− lµ c¸c lo¹i vËt liÖu t¹i chç dåi dµo ®Ó chÕ t¹o bª t«ng xi m¨ng lµm mãng mÆt ®−êng «t« vµ c¸c c«ng tr×nh phßng hé ven biÓn. B−íc ®Çu nghiªn cøu b»ng thùc nghiÖm x¸c ®Þnh møc ®é ¶nh h−ëng cña c¸t biÓn ®Õn mét sè chØ tiªu chÝnh cña bª t«ng xi m¨ng nh− kh¶ n¨ng kh¸ng nÐn, sù t¨ng tr−ëng c−êng ®é… ii. mét sè chØ tiªu kü thuËt cña c¸t biÓn nam bé Qu¸ tr×nh thÝ nghiÖm ®−îc tiÕn hµnh t¹i phßng thÝ nghiÖm Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i c¬ së II vµ Trung t©m kü thuËt ®−êng bé thuéc Khu qu¶n lý ®−êng bé 7. C¸c thÝ nghiÖm tiÕn hµnh víi c¸t biÓn Mòi NÐ (B×nh ThuËn), c¸t biÓn Vòng Tµu vµ c¸t vµng th«ng th−êng cña s«ng §ång Nai. C¸c thÝ nghiÖm vÒ c¸t x©y dùng theo TCVN bao gåm: - ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh thµnh phÇn h¹t vµ m« ®un ®é lín cña c¸t (TCVN 342 - 86). - ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh khèi l−îng riªng cña c¸t (TCVN 339 - 86). - ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh ®é Èm cña c¸t (TCVN 341 - 86). - ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh hµm l−îng sÐt cã trong c¸t (TCVN 334 - 86). - ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh hµm l−îng mi ca cã trong c¸t (TCVN 4376 - 86). - ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh hµm l−îng chung bôi, bïn, sÐt cã trong c¸t (TCVN 343 - 86). - ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh khèi l−îng thÓ tÝch vµ ®é xèp (TCVN 340 - 86). - ThÝ nghiÖm x¸c ®Þnh tæng l−îng muèi trong c¸t mÞn biÓn (22TCN 61 - 84). Sau ®©y lµ thèng kª kÕt qu¶ thÝ nghiÖm ®−îc theo b¶ng 1. B¶ng 1. C¸c chØ tiªu c¬ b¶n cña c¸t vμng th«ng th−êng c¸t biÓn Vòng Tμu vμ c¸t biÓn B×nh ThuËn C¸t vµng C¸t biÓn C¸t biÓn TT C¸c chØ tiªu th«ng th−êng Vòng Tµu B×nh ThuËn 1 M« ®un ®é lín 2,514 0,945 1,131 3 2 Khèi l−îng riªng, g/m 2,703 2,612 2,640 3 §é Èm, % 3,83 0,258 0,367 4 Hµm l−îng sÐt, % 0,014 0,004 0,004 5 Hµm l−îng mi ca, % 0,88 0,255 0,165 6 Hµm l−îng bôi, bïn, sÐt, % 1,247 0,457 0,670 3 7 Khèi l−îng thÓ tÝch, g/m 1,483 1,391 1,391 8 §é xèp X0, % 45,1 46,7 47,3 9 Tæng l−îng muèi, % 0,00 0,01 0,01
III. nghiªn cøu thùc nghiÖm x¸c ®Þnh mét sè chØ tiªu vÒ c−êng ®é cña bª t«ng xi m¨ng dïng c¸t biÓn nam bé 1. Môc ®Ých §óc mÉu, x¸c ®Þnh c−êng ®é chÞu nÐn vµ c−êng ®é kÐo uèn, sù t¨ng tr−ëng c−êng ®é cña bª t«ng xi m¨ng øng víi c¸c lo¹i c¸t kh¸c nhau. 2. Cèt liÖu - §¸ d¨m ®−îc khai th¸c ë Ho¸ An. - C¸t biÓn: lÊy t¹i b·i biÓn Mòi NÐ – Phan ThiÕt vµ Vòng Tµu - C¸t vµng s«ng §ång Nai C¸t, ®¸ ®−îc thÝ nghiÖm trong phßng ®Ó x¸c ®Þnh c−êng ®é, thµnh phÇn h¹t, l−îng bôi bÈn, hµm l−îng mi ca, hµm l−îng muèi trong c¸t biÓn… 3. N−íc Dïng n−íc m¸y th«ng th−êng. 4. Xi m¨ng Dïng xi m¨ng Hµ Tiªn PC30. 5. Thµnh phÇn hçn hîp bª t«ng xi m¨ng §−îc x¸c ®Þnh theo quy tr×nh cña ViÖt Nam. Bao gåm c¸c lo¹i m¸c 250, 300 vµ 350. 6. Tuæi mÉu MÉu ®−îc nÐn ®Ó x¸c ®Þnh c−êng ®é øng víi c¸c lo¹i ngµy tuæi 2, 7, 14, 28, 45, 60, 90 vµ 180. 7. KÝch th−íc mÉu MÉu ®−îc chÕ bÞ víi khu«n 7,07 trªn bµn rung. 8. Nhãm nghiªn cøu - ChØ ®¹o chung: ThS. Lª V¨n B¸ch, Gi¶ng viªn Liªn bé m«n C«ng tr×nh c¬ së II - §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i. - C¸c sinh viªn thuéc líp CÇu ®−êng kho¸ 40 lµm nghiªn cøu khoa häc: Phan ChÝ C−êng, Bïi Quang Duy, Lª §øc C«ng vµ NguyÔn Hoµi ©n. 9. Thêi gian vµ ®Þa ®iÓm thùc hiÖn Tõ th¸ng 5/2002 ®Õn th¸ng 4/2003 t¹i phßng thÝ nghiÖm vËt liÖu x©y dùng cña Tr−êng §¹i häc Giao th«ng VËn t¶i c¬ së II. 10. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm Tõ kÕt qu¶ thÝ nghiÖm, tiÕn hµnh xö lý sè liÖu vµ tÝnh to¸n c−êng ®é cña bª t«ng xi m¨ng dïng c¸c lo¹i c¸t vµ cho c¸c lo¹i m¸c kh¸c nhau theo c¸c ngµy tuæi (bao gåm tõ 3 ®Õn 180 ngµy tuæi). (Xem b¶ng tæng hîp c−êng ®é BTXM sau khi chuyÓn ®æi vÒ mÉu chuÈn – b¶ng 2).
B¶ng 2. B¶ng tæng hîp c−êng ®é BTXM sau khi chuyÓn ®æi vÒ mÉu chuÈn cho c¸c lo¹i m¸c C−êng ®é cña BTXM, R (kg/cm2) Ngµy tuæi M.250 M.300 M.350 (Ngµy) C¸t C¸t ®á C¸t C¸t C¸t ®á C¸t C¸t C¸t ®á C¸t vµng tr¾ng vµng tr¾ng vµng tr¾ng 0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 3 167.58 197.15 196.68 186.23 202.42 201.23 216.25 227.21 226.15 7 185.78 211.55 212.02 213.46 227.24 228.45 240.58 254.45 253.55 14 219.73 223.11 222.26 241.48 256.14 256.10 285.14 296.01 296.45 28 252.24 231.12 230.48 286.47 282.75 281.88 339.25 339.45 340.02 45 258.45 233.95 234.22 306.23 297.41 296.42 363.86 347.48 347.87 60 259.00 237.24 236.12 314.16 300.36 300.28 371.12 349.55 349.42 90 261.02 238.45 236.85 316.02 301.43 301.12 372.92 351.11 350.02 180 261.03 239.55 237.89 316.30 302.71 301.18 373.42 351.83 351.44 NhËn xÐt: Qua kÕt qu¶ tÝnh to¸n sau khi thÝ nghiÖm ta thÊy ë nh÷ng ngµy ®Çu th× c−êng ®é cña bª t«ng lµm b»ng c¸t biÓn t¨ng lªn kh¸ nhanh (vÝ dô víi mÉu M.300 th× ë tuæi 7 ngµy, c−êng ®é kh¸ng nÐn cña bª t«ng dïng c¸t vµng, c¸t ®á vµ c¸t tr¾ng lÇn l−ît lµ 213.46, 227.24 vµ 228.45 kg/cm2 - b¶ng 2) nh−ng cµng vÒ sau th× c−êng ®é kh¸ng nÐn cña bª t«ng xi m¨ng dïng c¸t ®á vµ c¸t tr¾ng t¨ng rÊt chËm, ®iÒu nµy th× ng−îc l¹i víi c¸t vµng. §iÒu nµy hoµn toµn phï hîp víi lý thuyÕt vÒ sù h×nh thµnh c−êng ®é cña bª t«ng xi m¨ng, hµm l−îng muèi ®ãng vai trß lµ chÊt xóc t¸c lµm t¨ng nhanh thêi gian ninh kÕt cña bª t«ng. ë nh÷ng ngµy tuæi tiÕp theo (sau 28 ngµy) th× c−êng ®é cña bª t«ng lµm b»ng c¸t vµng sÏ lín h¬n c−êng ®é cña bª t«ng lµm b»ng c¸t ®á vµ tr¾ng, cµng vÒ sau th× c−êng ®é cña bª t«ng cµng æn ®Þnh. VÝ dô víi M.300 sau 45 ngµy tuæi th× c−êng ®é cña bª t«ng lµm b»ng c¸t vµng, c¸t ®á vµ c¸t tr¾ng lÇn l−ît lµ 306.23, 297.41 vµ 296.42 kg/cm2. §Õn 180 ngµy tuæi th× c−êng ®é cña bª t«ng lµm b»ng c¸t vµng sÏ lín h¬n c−êng ®é bª t«ng lµm b»ng c¸t ®á vµ c¸t tr¾ng lÇn l−ît lµ 13.59% vµ 15.12% víi M.300. Cßn c−êng ®é cña bª t«ng dïng c¸t ®á vµ c¸t tr¾ng kh«ng sai kh¸c nhau nhiÒu (1.53%) (xem b¶ng 2.). KÕt luËn: Víi bª t«ng ®−îc lµm b»ng c¸t ®á vµ c¸t vµng th× c−êng ®é cña nã trong thêi gian ®Çu võa míi chÕ t¹o (kho¶ng tõ tr−íc 20 ngµy tuæi) sÏ t¨ng rÊt nhanh, sau ®ã c−êng ®é ph¸t triÓn chËm l¹i vµ ®Õn mét thêi gian nµo ®ã sÏ ph¸t triÓn kh«ng ®¸ng kÓ. Sau thêi gian 28 ngµy vµ nh÷ng ngµy tiÕp theo th× c−êng ®é cña bª t«ng lµm b»ng c¸t vµng sÏ cao h¬n c−êng ®é cña bª t«ng lµmb»ng c¸t ®á kho¶ng tõ 10 – 15%. X¸c ®Þnh c−êng ®é chÞu kÐo khi uèn cña bª t«ng xi m¨ng ThÝ nghiÖm cho bª t«ng xi m¨ng dïng 3 lo¹i c¸t kh¸c nhau: c¸t vµng s«ng §ång Nai, c¸t ®á biÓn B×nh ThuËn vµ c¸t tr¾ng biÓn Vòng Tµu. M¸c bª t«ng cÇn thÝ nghiÖm: 250, 300 vµ 350. Mçi tæ hîp lµ 3 mÉu. Tuæi bª t«ng cÇn thÝ nghiÖm: 28 ngµy tuæi. MÉu bª t«ng dïng ®Ó thÝ nghiÖm c−êng ®é chÞu kÐo uèn lµ mÉu dÇm 10 x 10 x 40 cm. KÕt qu¶ thÝ nghiÖm: Sau khi xö lý sè liÖu vµ tÝnh to¸n c−êng ®é kÐo uèn cña bª t«ng xi m¨ng m¸c 250, 300 vµ 350 dïng c¸c lo¹i c¸t kh¸c nhau sau 28 ngµy tuæi, kÕt qu¶ ®−îc tr×nh bµy ë biÓu ®å h×nh 1. NhËn xÐt: Sau 28 ngµy tuæi th× c−êng ®é chÞu kÐo khi uèn cña bª t«ng m¸c 250 khi dïng c¸t tr¾ng Vòng Tµu, c¸t ®á B×nh ThuËn sÏ ®¹t ®−îc 88,9% vµ 92,9% so víi c¸t vµng §ång Nai; cßn víi m¸c 300 vµ 350 lÇn l−ît lµ 93,4%, 93,8% vµ 90,0%, 91,7%. Nh− vËy, còng gièng nh− c−êng ®é kh¸ng nÐn, c−êng ®é chÞu kÐo khi uèn cña bª t«ng xi m¨ng dïng c¸t tr¾ng Vòng Tµu, c¸t ®á B×nh ThuËn sÏ thÊp h¬n c−êng ®é chÞu kÐo khi uèn cña bª t«ng xi m¨ng dïng c¸t vµng §ång Nai kho¶ng 10%.
40 Cöôøng ñoä, kG/cm2 30 20 10 0 1 2 3 26.23 30.14 33.25 Caùt traéng VT 27.41 30.92 34.04 Caùt ñoû BT 29.5 32.28 37.1 Caùt vaøng ÑN H×nh 1. BiÓu ®å c−êng ®é kÐo uèn cña bª t«ng xi m¨ng sau 28 ngμy tuæi trong ®ã: 1, 2, 3 lÇn l−ît lμ BTXM M.250, 300 vμ 350 VT – Vòng Tμu, BT – B×nh ThuËn, §N - §μ N½ng iv. kÕt luËn C¸c tØnh Nam Bé nãi riªng vµ c¶ n−íc nãi chung, c¸c b·i biÓn, ®¶o vµ quÇn ®¶o chøa mét l−îng c¸t biÓn khæng lå hÇu nh− ch−a ®−îc khai th¸c. §Æc biÖt lµ vïng bê biÓn Nam Bé rÊt hiÕm nguån c¸t vµng dïng cho x©y dùng. Do ®ã thµnh c«ng b−íc ®Çu trong viÖc nghiªn cøu sö dông c¸t biÓn ®Ó chÕ t¹o bª t«ng xi m¨ng ®· më ra mét tiÒm n¨ng to lín cho ngµnh x©y dùng, ®Æc biÖt lµ x©y dùng h¹ tÇng c¬ së nh− ®−êng s¸, c¸c c«ng tr×nh phßng hé ven biÓn… C¸t bê biÓn, h¶i ®¶o ë ViÖt Nam cã nhiÒu lo¹i: c¸t vµng, c¸t ®en, c¸t tr¾ng, c¸t ®á,… nh−ng do ®iÒu kiÖn h¹n chÕ nªn chóng t«i míi chØ giíi h¹n nghiªn cøu víi c¸t ®á ë vïng biÓn Mòi NÐ, Phan ThiÕt cña tØnh B×nh ThuËn vµ ë Vòng Tµu. KÕt qu¶ cho thÊy c¸t biÓn ë ®©y cã m« ®un ®é lín kh¸ nhá b»ng 0,933; hµm l−îng bôi bÈn kh¸ nhá tõ 0,004 – 0,084%; hµm l−îng muèi còng kh«ng nhiÒu (