BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
---------------
NGỌ VĂN TOẢN
NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO KHI UỐN VÀ KHẢ
NĂNG CHỐNG MÀI MÒN CỦA BÊ TÔNG CÁT MỊN ĐỐI VỚI
MẶT ĐƯỜNG BÊ TÔNG XI MĂNG
Chuyên ngành: KỸ THUẬT VẬT LIỆU
Mã số : 9520309
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà nội – 2019
Công trình được hoàn thành tại:
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
Người hướng dẫn khoa học:
1. TS. Hoàng Minh Đức
VIỆN CN BÊ TÔNG – VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
2. TS. Nguyễn Nam Thắng
VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG
Phản biện 1: PGS.TS. Vũ Đình Đấu
Phản biện 2: PGS.TS. Nguyễn Duy Hiếu
Phản biện 3: TS. Nguyễn Đức Thắng
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Viện, họp tại:Viện
Khoa học Công nghê Xây dựng, 81 Trần Cung, Phường Nghĩa Tân, Quận
Cầu Giấy, Hà Nội, vào hồi … giờ, ngày … tháng … năm 2019.
Có thể tìm hiểu luận án tại:
Thư viện Quốc Gia Việt Nam
Thư viện Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng
DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ XUẤT BẢN
LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
1. Hoàng Minh Đức, Ngọ Văn Toản “Nghiên cứu ảnh hưởng của hệ số dư vữa đến
tính chất của hỗn hợp bê tông tông sử dụng cát mịn làm mặt đường
tông xi măng”, Tạp chí Xây dựng – Bộ Xây dựng, số 11 năm 2018.
2. Hoàng Minh Đức, Ngọ Văn Toản Ảnh hưởng của mạt đá vôi đến độ mài mòn
co ngót của tông sdụng cát mịn đối với mặt đường tông xi măng”,
Tạp chí Giao thông Vận tải – Bộ Giao thông Vận tải, số 12 năm 2018.
3. Hoàng Minh Đức, Ngọ n Toản “Nâng cao cường độ chịu kéo khi uốn và khả
năng chống mài n của tông sử dụng cát mịn làm mặt đường tông xi
măng”, Tạp chí Giao thông Vận tải – Bộ Giao thông Vận tải, số 6 năm 2019.
4. Hoàng Minh Đức, Nguyễn Nam Thắng, Ngọ n Toản “Lựa chọn thành phần
tông sử dụng cát mịn theo cường độ chịu kéo khi uốn”, Tạp chí Khoa học
Công nghệ Xây dựng – Viện KHCN Xây dựng, số 2 năm 2019.
5. Ngọ Văn Toản, Hoàng Minh Đức “Lựa chọn thành phần tông sử dụng cát
mịn phối trộn mạt đá vôi theo cường độ chịu kéo khi uốn dùng cho mặt đường bê
tông xi măng”, Tạp chí Giao thông Vận tải Bộ Giao thông Vận tải, số 7 m
2019.
1
MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu
Đất nước ngày càng phát triển thì nhu cầu đi lại ngày một nhiều hơn, đòi hỏi việc
xây dựng hệ thống đường giao thông ngày một cao hơn, khiến nhu cầu về nguồn
vật liệu dùng trong ngành ng nghiệp tông ngày một tăng n. Điều y, dẫn
đến xu hướng chung hiện naylà sử dụng tối đa các nguồn cốt liệu sẵn tại địa
phương trong sản xuất bê tông nhằm giảm giá thành trong xây dựng. Hiện nay
nguồn cát thô nước tangày càng khan hiếm trong khi nguồn cát mịn lại trữ
lượng rất lớn phân bố nhiều vùng miền trên cả nước ít được quan tâm sử dụng
trong ngành ng nghiệp tông. Để đáp ng nhu cầu vật liệu cho các ng trình
xây dựng, giao thông… bên cạnh các nguồn vật liệu truyền thống như cát thô
không thể không nói tới nguồn vật liệucát mịn dùng cho bê tông xi măng nói chung
đặc biệt đường tông xi măng nói riêng.Trước thực tế này, đề tài “Nghiên cứu
nâng cao cường độ chịu kéo khi uốn khả năng chống mài mòn của tông cát
mịn đối với mặt đường ng xi măng được tiến hành, góp phần chứng tỏ khả
năng sử dụng được nguồn cát mịn thay thế cát thô để chế tạo tông dùng cho mặt
đường bê tông xi măng và đánh giá tính khả thi của việc ứng dụng loại tông này
cho các công trình giao thông, xây dựng, thủy lợi… ở nước ta.
2. Tính cấp thiết của đề tài
Nguồn cát thô trữ lượng có hạn, phân bố không đều, trong khi đó cát mịn sẵn có tại
nhiều địa phương trên cả nước thể tận dụng để chế tạo tông xi ng ng
cho mặt đường. Tuy nhiên, do mô đun độ lớn của cát mịn nhỏ, nên thời gian trước
đây các tiêu chuẩn, chỉ dẫn kỹ thuật quy định chỉ sử dụng cát mịn cho tông
cường độ chịu nén nhỏ hơn 30 MPa tương quan tỷ lệ cường độ chịu nén trên
cường đchịu kéo khi uốn mới đạt mức cấp 1 (cường độ chịu kéo khi uốn chỉ đạt
tới 4,0 MPa), độ mài mòn chỉ mức < 0,6 g/cm
2
. Do đó, nếu không có sự cải tiến
thì tông cát mịn chỉ phù hợp cho mặt đường tông xi măng đường cấp IV trở
xuống và sân bãi. Đối với đường bê tông cấp I,II,III, cường độ chịu nén trên cường
độ kéo khi uốn (R
n
/R
ku
, MPa) đòi hỏi phải đạt giá trị cao hơn, tương ứng không
nhỏ hơn 40/5,0 cho tông đường một lớp hoặc lớp mặt đường cấp I, II 35/4,5
cho bê tông mặt đường cấp III. Độ mài mòn của bê tông đối với mặt đường bê tông
xi măng đường cấp I, II, III cũng đòi hỏi phải nhỏ n 0,3 g/cm
2
. vậy, việc
nghiên cứu nâng cao cường đchịu kéo khi uốn khả ng chống mài mòn của
tông cát mịn đáp ứng yêu cầu kthuật đối với mặt đường tông xi măng tới
đường cấp I là rất cần thiết.
3. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của luận án nâng cao cường độ chịu kéo khi uốn khả
năng chống mài mòn của bê tông cát mịn dùng làm mặt đường bê tông xi măng tới
đường cấp I.
4. Đối tượng và nội dung nghiên cứu
4.1. Đối tượng nghiên cứu:
2
tông sử dụng cát mịn sử dụng cát mịn phối hợp với mạt đá vôi m mặt
đường BTXM thi công theo phương pháp đầm rung bình thường, cụ thể là:
a) tông sử dụng cát mịn: cường độ chịu kéo khi uốn lớn hơn 4,5 MPa, đmài
mòn có giá trị đạt được từ (0,3÷0,6) g/cm
2
dùng cho mặt đường BTXM đường cấp
IV trở xuống và sân bãi;
b) tông sử dụng mạt đá i phối hợp cát mịn theo tỷ lhợp lý:cường độ chịu
kéo khi uốn lớn hơn 5,0 MPa, độ mài mòn nhỏ hơn 0,3 g/cm
2
dùng cho mặt đường
BTXM tới đường cấp I.
4.2. Nội dung nghiên cứu:
-
Nghiên cứu tổng quan về tình hình nghiên cứu sử dụng tông cát mịn trên
thế giới và ở Việt Nam để xây dựng các vấn đề khoa học cần giải quyết.
-
Nghiên cứu cơ sở lý luận nâng cao cường độ chịu kéo khi uốn và khả năng chống
mài mòn của bê tông cát mịn đối với mặt đường BTXM.
-
Nghiên cứu lựa chọn các vật liệu đầu vào.
-
Nghiên cứu nâng cao cường độ chịu kéo khi uốn và khả năng chống mài mòn của
bê tông cát mịn đối với mặt đường BTXM.
-
Nghiên cứu một số tính chất của bê tông cát mịn đối với mặt đường BTXM.
-
Nghiên cứu ng dụng thực tế đánh giá hiệu quả kinh tế của tông cát mịn
đối với mặt đường BTXM.
5. Ý nghĩa khoa học
Bằng nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm, luận án đã xác lập được một số tương
quan ảnh hưởng và phụ thuộc trong tông có cốt liệu nhỏ cát mịn, hỗn hợp cát
mịn kết hợp mạt đá, phụ gia giảm nước mạnh trong miền cường độ chịu kéo khi
uốn R
ku
(4,0 ÷ 7,0) MPa , như sau:
- Lượng dùng nước cho bê tông;
- Tương quan cường độ chịu nén của tông với cường độ chịu nén của xi măng
và tỷ lệ N/X;
- Tương quan cường độ kéo khi uốn của tông với cường độ kéo khi uốn của xi
măng và tỷ lệ N/X;
- Tương quan cường độ chịu nén và cường độ kéo khi uốn của bê tông;
- Ảnh hưởng của cốt liệu nhỏ cát mịn, cát mịn kết hợp mạt đá đến khả năng
chống mài mòn của bê tông;
- Ảnh hưởng của cốt liệu nhỏ cát mịn, cát mịn kết hợp mát đá đến một số nh
chất của tông: co mềm, co khô, sự phát triển cường độ, độ chống thấm nước,
mô đun đàn hồi của bê tông;
- Một số yêu cầu công nghệ hạn chế nứt mặt đường bê tông khi thi công.
6. Ý nghĩa thực tiễn
Sử dụng cát mịn kết hợp với mạt đá phụ gia siêu dẻo, xi măng (PC40, PCB40)
thể sản xuất được tông dùng cho mặt đường tông xi măng tới đường cấp I
với giá thành giảm từ (10 ÷ 15) % so với khi sử dụng cát thô vận chuyển từ xa.
7. Những đóng góp khoa học mới của luận án
Bằng thực nghiệm và kiểm chứng qua ứng dụng thực tế đã chứng tỏ rằng: