BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI
MAI HỒNG HÀ
NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THÉP KHU
VỰC BÀ RỊA – VŨNG TÀU TRONG XÂY
DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ
Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
Mã số : 9580205
Chuyên ngành : Xây dựng đường ôtô và đường thành phố
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI – 2019
Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Giao thông Vận tải
Người hường dẫn khoa học:
PGS.TS. Lã Văn Chăm
Trường Đại học Giao thông Vận tải
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp
Trường họp tại Trường Đại học Giao thông Vận tải
vào hồi …. giờ …… ngày …… tháng ….. năm 2019
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện:
- Thư viện Quốc Gia Việt Nam
- Thư viện Trường Đại học Giao thông Vận tải
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ
1. Mai Hồng Hà và Nguyễn Thị Thuý Hằng (2018), "Nghiên cứu ứng
dụng xỉ thép tái chế làm vật liệu lớp móng đường ô tô", Tạp chí
Công nghệ Giao thông vận tải.
2. Nguyễn Thị Thuý Hằng, Phan Đức Hùng, Nguyễn Hoàng Vũ và
Mai Hồng Hà (2015), "Ứng xử chịu uốn của dầm bê tông cốt thép
cốt liệu xỉ thép", Tạp chí Người Xây Dựng.
3. Nguyễn Thị Thuý Hằng, Phan Đức Hùng và Mai Hồng Hà (2016),
"Xác định các đặc trưng cơ học của bê tông sử dụng xỉ thép như cốt
liệu lớn," Tạp chí Xây Dựng.
4. Nguyễn Thị Thuý Hằng, Phan Đức Hùng và Mai Hồng Hà (2016),
"Hiệu chỉnh thành phần cấp phối bê tông cốt liệu xỉ thép", Người
Xây Dựng.
5. Nguyễn Thị Thuý Hằng, Phan Đức Hùng và Mai Hồng Hà (2016),
"Study on the physical and mechanical properties of concret0e using
steel slag as coarse aggregate" Tạp chí Trường Đại học National I-
Lan, Đài Loan.
1
MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề nghiên cứu
Theo quy hoạch phát triển ngành thép Việt Nam giai đoạn 2007 – 2015 có xét
đến năm 2025, chỉ tính riêng khu vực phía Nam nếu các nhà máy thép cùng đi vào
hoạt động với công suất luyện thép từ 4 – 5 triệu tấn/ năm thì lượng xỉ thép được
tạo ra gần 1 triệu tấn/ năm. Lượng xỉ thép hiện nay ở nước ta trung bình từ 0,5 - 1,0
triệu tấn/ năm, riêng ở khu vực Bà Rịa Vũng Tàu, khối lượng xỉ thép do các nhà
máy thép sản xuất thải ra ước tính khoảng 0,3 - 0,5 triệu tấn/ năm. Nếu không có
giải pháp tái sử dụng nguồn xỉ thép này thì việc bảo quản sẽ tốn rất nhiều chi phí và
lãng phí quỹ đất để lưu trữ. Trong khi đó việc xây dựng đường ô tô là công trình sử
dụng nhiều vật liệu nhưng các nguồn vật liệu thiên nhiên truyền thống thì ngày càng
khan hiếm.
Vì vậy, đề tài luận án “Nghiên cứu sử dụng xỉ thép khu vực Bà Rịa – Vũng
Tàu trong xây dựng đường ôtô” là hết sức cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực
tiễn.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu kinh nghiệm của các nước trên thế giới trong việc sử dụng xỉ thép
làm kết cấu áo đường ô tô;
Kết hợp việc nghiên cứu lý thuyết, phân tích các kết quả thực nghiệm trong
phòng và hiện trường về xỉ thép tái chế từ các nhà máy sản xuất thép ở khu vực Bà
Rịa Vũng Tàu để làm kết cấu móng đường ô tô.
Trên cơ sở đó, đánh giá được khả năng sử dụng xỉ thép để thay thế đá dăm làm
các lớp móng và đề xuất các kết cấu áo đường sử dụng xỉ thép từ các nhà máy thép
Bà Rịa - Vũng Tàu.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu các chỉ tiêu cơ lý, các chỉ tiêu kỹ thuật phục vụ công tác thiết kế,
thi công và nghiệm thu khi sử dụng xỉ thép tái chế từ các nhà máy sản xuất thép
theo công nghệ lò điện hồ quang ở khu vực Bà Rịa - Vũng Tàu.
Nghiên cứu các giải pháp gia cố nhằm cải thiện chỉ tiêu cơ lý của xỉ thép để
phù hợp với các yêu cầu vật liệu làm móng đường ô tô.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
4.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài:
Chứng minh bằng thực nghiệm có thể sử dụng xỉ thép từ các nhà máy
sản xuất thép ở khu vực Bà Rịa Vũng Tàu qua tái chế để sử dụng làm cốt liệu
cho các lớp móng đường ô tô;
Phân tích hiệu quả gia cố xi măng đối với 3 loại cấp phối xỉ thép, xỉ thép
2
phối trộn cát mịn và xỉ thép phối trộn đá mi. Kiến nghị tỷ lệ gia cố hợp lý từ
4%-6% xi măng theo khối lượng hỗn hợp.
4.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Xác định được các chỉ tiêu kỹ thuật của xỉ thép từ các nhà máy thép Bà
Rịa Vũng Tàu làm móng đường ô tô;
Đề xuất các kết cấu áo đường sử dụng xỉ thép từ các nhà máy thép Bà
Rịa Vũng Tàu;
Những kết quả nghiên cứu của luận án góp phần làm phong phú thêm
kiến thức về việc sử dụng xỉ thép ứng dụng trong làm móng đường ôtô ở Việt
Nam, là tài liệu tham khảo tốt khi nghiên cứu và giảng dạy về vật liệu và kết
cấu mặt đường.
5. Cấu trúc của đề tài
Đề tài luận án gồm phần mở đầu, 4 chương chính, phần kết luận, kiến nghị và
hướng nghiên cứu tiếp theo, danh mục tài liệu tham khảo, phụ lục.
TỔNG QUAN VỀ XỈ THÉP VÀ SỬ DỤNG XỈ THÉP
TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ
1.1. Khái niệm về xỉ thép.
Xỉ thép được hình thành từ quá trình luyện thép, là một sản phẩm được tạo ra
trong thời gian tách thép nóng chảy từ các hợp chất trong lò luyện thép. Xỉ thép xuất
hiện như một chất lỏng nóng chảy, tan ra và là một quá trình hòa tan phức tạp của
silicates và oxodes mà rắn lại khi làm mát. Quá trình hình thành xỉ thép giống như
phun trào nham thạch từ núi lửa, do đó các báo cáo khoa học nước ngoài gọi xỉ thép
là “nham thạch nhân tạo” .
1.2. Các kết qủa nghiên cứu về xỉ thép ở nước ngoài
1.2.1. Tính chất hóa học
1.2.1.1. Thành phần hoá học
Ana Mladenović, Tahir Sofilić, R. Alizadeh, H. Motz,.. khi nghiên cứu về xỉ
thép, đều đã có nhưng phân tích thành phần hoá học và thành phần khoáng của xỉ
thép:
Xỉ thép có các thành phần hoá học chính: CaO, FexOy, MgO, MnO2,
SiO2 và Al2O3,… ở các phức bền vững, trong đó thành phần chính là CaO,
SiO2 và FexOy chiếm đến 80% trọng lượng của xỉ thép;
Thành phần khoáng chủ yếu của xỉ thép gồm: Wustite (FeO); Calcium
Silicates (2CaO.SiO2, C2S và 3CaO.SiO2, C3S); Brownmillerite