Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu công nghệ sử dụng đá thải và tro bay nhà máy nhiệt điện gia cố xi măng trong xây dựng đường ô tô

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu công nghệ sử dụng đá thải và tro bay nhà máy nhiệt điện gia cố xi măng trong xây dựng đường ô tô" được nghiên cứu với mục tiêu: Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng đá thải kết hợp với tro bay nhà máy nhiệt điện gia cố xi măng làm móng mặt đường ô tô và đường GTNT; Nghiên cứu đề xuất công nghệ sử dụng đá thải và tro bay gia cố xi măng làm móng mặt đường ô tô và đường GTNT.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu công nghệ sử dụng đá thải và tro bay nhà máy nhiệt điện gia cố xi măng trong xây dựng đường ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN CAO CƯỜNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SỬ DỤNG ĐÁ THẢI VÀ TRO BAY NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN GIA CỐ XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Mã số: 9 58 02 05 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Hà Nội, 2024
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TS Phạm Huy Khang Trường Đại học Giao thông vận tải 2. TS Nguyễn Văn Nam Trường Đại học Giao thông vận tải Phản biện 1:....... (Trường Đại học........ ) Phản biện 2:....... (Trường Đại học........ ) Phản biện 3:....... (Trường Đại học........ ) Luận án đã được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Trường họp tại: Trường Đại học Giao thông vận tải vào hồi giờ phút ngày tháng năm 2024. Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: 1. Thư viện Quốc gia 2. Thư viện Trường Đại học Giao thông Vận tải
CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 1. TS. Nguyễn Trọng Hiệp, GS. TS. Phạm Huy Khang, TS. Nguyễn Văn Nam, ThS. Phạm Quang Thông, ThS. Nguyễn Cao Cường (2022), Nghiên cứu sử dụng đá thải tại các mỏ đá kết hợp với tro bay nhà máy nhiệt điện đốt than trong xây dựng móng kết cấu mặt đường ô tô, Tạp chí Giao thông vận tải số tháng 10/2022. 2. GS. TS. Phạm Huy Khang, TS. Nguyễn Văn Nam, ThS. Phạm Quang Thông, TS. Nguyễn Trọng Hiệp, ThS. Nguyễn Cao Cường (2023), Nghiên cứu một số chỉ tiêu cường độ của hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng sử dụng làm móng kết cấu áo đường ô tô, Tạp chí Giao thông vận tải số tháng 03/2023. 3. TS. Nguyễn Trọng Hiệp, ThS. Nguyễn Cao Cường (2023), Nghiên cứu vật liệu thay thế lớp móng CTB trên đường cao tốc bằng đá thải tại các mỏ đá gia cố xi măng, Tạp chí Cầu đường Việt Nam số tháng 06/2023.
1. Giới thiệu tóm tắt luận án Nội dung luận án gồm 4 chương; Mở đầu; Kết luận và kiến nghị; ngoài ra còn có một quyển phụ lục và một quyển các công trình nghiên cứu đóng riêng. 2. Lý do chọn đề tài Trong những năm gần đây đầu tư, xây dựng hệ thống kết cấu hạ tầng giao thông đường bộ được quan tâm đặc biệt, có vai trò quan trọng trong việc thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội của đất nước. Cùng với việc đầu tư xây dựng các tuyến đường bộ là nhu cầu rất lớn về vật liệu xây dựng nói chung và đá xây dựng nói riêng. Trong quá trình khai thác đá, thông thường có 15-30% đất đá thải ra trong quá trình sản xuất đá các loại. Với khối lượng hàng chục triệu m3 đá (đáp ứng theo yêu cầu kỹ thuật) các loại cần sử dụng thì lượng đá thải ra tại các mỏ rất lớn. Ngoài vật liệu đá thải, hiện nay một nguồn vật liệu khác cũng đang gây ra những tác động không nhỏ tới môi trường đó là tro bay tại các nhà máy nhiệt điện. Theo kết quả điều tra của Viện Vật liệu xây dựng, tổng lượng tro, xỉ phát thải năm 2016 khoảng 15.784.357 tấn, dự kiến đến năm 2030 lượng tro, xỉ phát thải khoảng 38.314.500 tấn. Với khối lượng lớn, các chất thải này có thể gây ra những vấn đề phức tạp liên quan đến các rủi ro về ô nhiễm, chất lượng đất đai và các ảnh hưởng về mỹ quan. Việc nghiên cứu và sử dụng 2 loại vật liệu phế thải này là hết sức cần thiết không chỉ sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên mà còn có ý nghĩa phát triển bền vững trong xây dựng. Chính vì vậy đề tài “Nghiên cứu công nghệ sử dụng đá thải và tro bay nhà máy nhiệt điện gia cố xi măng trong xây dựng đường ô tô” là cần thiết, có tính thời sự và có ý nghĩa khoa học. 3. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng đá thải kết hợp với tro bay nhà máy nhiệt điện gia cố xi măng làm móng mặt đường ô tô và đường GTNT; Nghiên cứu đề xuất công nghệ sử dụng đá thải và tro bay gia cố xi măng làm móng mặt đường ô tô và đường GTNT. 4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đá thải tại các mỏ đá kết hợp với tỷ lệ tro bay nhà máy nhiệt điện gia cố với xi măng sử dụng làm lớp vật liệu trong kết cấu mặt đường ô tô, đường GTNT . 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học: + Làm rõ được cơ sở khoa học, hiệu quả gia cố xi măng đối với đá thải tại các mỏ đá kết hợp với tỷ lệ tro bay. + Đa dạng hóa các loại kết cấu mặt đường. Phân tích, tính toán và đề xuất áp dụng một số kết cấu mặt đường ô tô điển hình sử dụng đá thải tại các mỏ đá kết hợp với tỷ lệ tro bay gia cố xi măng + Kiến nghị công nghệ thi công và kiểm soát chất lượng lớp vật liệu - Ý nghĩa thực tiễn: + Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần vào hiện thực hóa chủ trương tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên, sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên và bảo vệ môi trường và tận dụng vật liệu địa phương trong xây dựng đường ô tô. 1
+ Giải quyết vấn đề khan hiếm vật liệu trong xây dựng các công trình giao thông. + Góp phần giảm giá thành xây dựng khi tận dụng vật liệu phế thải. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG ĐÁ THẢI VÀ TRO BAY NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN GIA CỐ XI MĂNG LÀM MÓNG VÀ MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ 1.1. Đá thải tại các mỏ đá và tình hình sử dụng đá thải trong xây dựng đường ô tô 1.1.1. Hệ thống giao thông đường bộ và nhu cầu vật liệu xây dựng Kết cấu hạ tầng nói chung và kết cấu hạ tầng giao thông nói riêng là nền tảng cơ sở vật chất có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội của đất nước. Do đó, trong những năm gần đây, Chính phủ Việt Nam luôn quan tâm ưu tiên tăng vốn đầu tư từ nguồn ngân sách để xây dựng một kết cấu hạ tầng giao thông đồng bộ, hiện đại. Quyết định số 326/QĐ-TTg ngày 01/3/2016 của Thủ tướng Chính phủ về Quy hoạch phát triển mạng đường bộ cao tốc đến năm 2030 đáp ứng yêu cầu lâu dài của đất nước. Theo đó, triển khai 21 tuyến đường, tổng chiều dài 6.411 km, riêng tuyến Bắc Nam và tuyến Bắc Nam phía Đông có tổng chiều dài 2.083 km, tuyến phía Tây dài 1.269 km. Theo quy hoạch, đến năm 2050 sẽ có 9014km đường cao tốc với 41 tuyến. Để thực hiện được nhiệm vụ trên riêng nguồn vật liệu để xây dựng là vô cùng lớn, riêng lượng đá các loại ước tính đến năm 2030 nhu cầu đá xây dựng các loại cần khoảng 169.250.400 m3, đến năm 2050 nhu cầu đá sẽ là 248.450.400 m3. Lượng đá trên được khai thác ở hàng trăm mỏ khác nhau mới có thể đáp ứng được yêu cầu. 1.1.2. Quy trình khai thác đá tại mỏ Thông thường lượng vật liệu khai thác thành phẩm tại các mỏ chỉ chiếm khoảng 70- 85% còn lại khoảng 15-30% là lượng đất đá phải cào bóc và rơi vãi trở thành đá thải tùy thuộc vào chiều dày tầng phủ, công nghệ khai thác và chế biến đá. Tóm lại: Nguồn phế thải tại các mỏ đá rất lớn, đây được coi là nguồn tài nguyên lớn cần được quan tâm nghiên cứu và sử dụng đặc biệt là trong xây dựng giao thông Nguồn vật liệu đá để xây dựng ở nước ta rất lớn, nhưng không phải là vô tận. Do vậy khai thác có hiệu quả, bền vững góp phần bảo vệ môi trường là một nhiệm vụ quan trong đối với những người làm công tác nghiên cứu về xây dựng đường ô tô. 1.2. Tổng quan về tro bay nhà máy nhiệt điện đốt than ở Việt Nam 1.2.1. Nguồn gốc tro bay nhà máy nhiệt điện đốt than Tro bay là chất thải của các nhà máy nhiệt điện đốt than. Trong quá trình đốt cháy than và các phụ phẩm kèm theo trong buồng đốt sản sinh ra tro, xỉ. Các nhà máy nhiệt điện đốt than đang áp dụng các công nghệ sau: đốt than phun, đốt than tầng sôi tuần hoàn, đốt than tầng sôi áp lực, khí hóa than. Tro thô được thải ra ở đáy lò thường được gọi là tro đáy hoặc xỉ than, tro được thu tại lò ngưng kích thước nhỏ và đồng đều được gọi là tro bay. Lượng tro và xỉ rất lớn, chiếm khoảng 30% đến 35% lượng than sử dụng. Trong đó lượng tro bay chiếm khoảng 2
65 – 95%, lượng tro đáy chiếm khoảng 5 – 35% tùy thuộc vào công nghệ đốt, loại than sử dụng. 1.2.2. Các đặc trưng của tro bay 1.2.2.1. Thành phần hóa học của tro bay Tro bay của các nhà máy nhiệt điện gồm chủ yếu các sản phẩm tạo thành từ quá trình phân hủy và biến đổi của các chất khoáng có trong than đá. Hầu hết các loại tro bay đều có thành phần là các hợp chất silicat bao gồm các oxit như SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MgO, CaO, … với hàm lượng than chưa cháy chỉ chiếm một phần nhỏ so với tổng hàm lượng tro, ngoài ra còn có một số kim loại nặng như Cd, Ba, Pb, Cu, Zn, … 1.2.2.2. Cấu trúc hình thái của tro bay Hầu hết các hạt tro bay đều có dạng hình cầu với các kích thước hạt khác nhau, các hạt có kích thước lớn thường ở dạng bọc và có hình dạng rất khác nhau. Các hạt tro bay được chia ra làm hai dạng: dạng đặc và dạng rỗng. Thông thường các hạt tro bay hình cầu, rắn được coi là các hạt đặc và các hạt tro bay hình cầu mà bên trong rỗng có khối lượng riêng thấp hơn 1,0 g/cm3 được gọi là các hạt rỗng. Các hạt tro bay đặc có khối lượng riêng trong khoảng 2,0- 2,5 g/cm3 có thể cải thiện các tính chất khác nhau của vật liệu nền như độ cứng, độ bền nén. 1.2.2.3. Phân bổ kích thước hạt của tro bay Kích thước hạt tro bay là một yếu tố quan trọng quyết định khả năng ứng dụng của nó. Mỗi loại tro bay tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu, điều kiện đốt và phương pháp thu hồi mà có sự phân bố kích thước hạt trong tro bay khác nhau. Tro bay có kích thước hạt nằm trong khoảng 10 – 350 m, phân đoạn có đường kính hạt nhỏ hơn 45 m chiếm tỷ trọng lớn [46]. 1.2.3. Phân loại tro bay Yêu cầu và phân loại tro bay theo TCVN10302: 2014 và ASTM C618 về cơ bản là giống nhau. Tại TCVN10302: 2014, nhằm tận dụng tối đa nguồn tro bay trong nước của Việt Nam cũng như tiếp thu thành tựu các nước phát triển, đã quy định chi tiết với các công trình cụ thể từ đó cho phép các lĩnh vực không có yêu cần cao về cường độ khoảng chấp nhận lớn hơn về các thành phần bất lợi ví dụ như hàm lượng MKN. 1.2.4. Tình hình vật liệu tro bay tại Việt Nam Theo [38], [3], lượng tro, xỉ các nhà máy nhiệt điện than tại Việt Nam phát sinh trong thời gian tới có thể ước tính đến năm 2030 hơn 38 triệu tấn. 1.2.5. Tính chất của tro bay nhiệt điện đốt than ở Việt Nam Các NMNĐ ở Việt Nam hiện nay áp dụng hai loại công nghệ đốt than là công nghệ đốt than phun và công nghệ đốt than tầng sôi tuần hoàn. Trong đó, NMNĐ có công nghệ đốt than phun là phổ biến. Theo [38], đến năm 2020 và 2030, công nghệ đốt than tầng sôi nước ta chỉ chiếm khoảng 10% tổng công suất NMNĐ than. Do đặc điểm công nghệ khác nhau nên tro bay các NMNĐ theo hai loại công nghệ đốt than này cũng rất khác nhau. 3
Hình 1.6. Hình dạng hạt tro bay điển hình của NMNĐ đốt than phun [3] 1.3. Lý thuyết về sử dụng vật liệu đất, đá gia cố chất kết dính vô cơ trong xây dựng mặt đường ô tô 1.3.1. Khái niệm chung về gia cố vật liệu Quá trình tác động vật lý và cơ học do nghiền nhỏ cốt liệu, trộn và đầm nén để tạo khả năng tiếp xúc chặt chẽ giữa các hạt đất, đá cũng như các chất trộn thêm vào. Kết quả của quá trình này là làm tăng thêm một cách đáng kể cường độ kháng nén, kháng uốn và chỉ tiêu CBR, những đặc trưng cơ bản có lợi trong thi công xây dựng đường. Các chất liên kết vô cơ điển hình như xi măng, vôi, puzoland… khi đưa vào trộn gia cố với cấp phối vật liệu đất đá thải sẽ xảy ra những tương tác về hóa lý giữa chúng, kết quả làm thay đổi về chất một cách cơ bản. Tính chất cơ lý và độ chặt của nó được cải thiện, làm tăng khả năng ổn định với nước và hạn chế những tác động có hại trong môi trường. 1.3.2. Sự hình thành cường độ của vật liệu gia cố chất kết dính vô cơ Vật liệu gia cố chất kết dính vô cơ là hình thức trộn đều vật liệu được làm nhỏ, chất kết dính vô cơ và nước theo một tỷ lệ nhất định trong thiết bị hoặc ở hiện trường, sau đó được rải và lu lèn đến độ chặt yêu cầu tạo thành các lớp vật liệu móng mặt đường. Cường độ của vật liệu gia cố sẽ tăng theo thời gian để đạt được cường độ thiết kế yêu cầu. 1.3.3. Sự hình thành cường độ của các lớp vật liệu gia cố xi măng Đối với bê tông xi măng hay vữa xi măng thì cường độ được hình thành chủ yếu nhờ sự biến cứng của các sản phẩm do sự thủy hóa của xi măng (tạo ra bộ khung đá xi măng liên kết cứng các hạt). Trong khi đó đối với phần lớn hỗn hợp vật liệu hạt gia cố xi măng thì sự thủy hóa của xi măng lại xảy ra tại lỗ rỗng của hỗn hợp, trong một môi trường hoạt tính có các cốt liệu mịn phân tán và có thành phần khoáng hóa khác nhau; điều này dẫn đến sự tồn tại tương tác giữa các sản phẩn thủy hóa của xi măng (như CaO.SiO2.nH2O hoặc Ca(OH)2) với các thành phần cốt liệu mịn có trong hỗn hợp [2]. 1.3.4. Sự hình thành cường độ đá thải kết hợp tro bay gia cố xi măng Khi sử dụng tro bay và xi măng cùng với một lượng nước nhất định để gia cố đá thải sẽ xảy ra các phản ứng thủy hóa và phản ứng puzolan. Các phản ứng thủy hóa chính của xi măng theo [51] 2(3CaO.SiO2) + 6 H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 (1-1) 2(2CaO.SiO2) + 4 H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2 (1-2) 4
Ca(OH)2 sinh ra từ các phản ứng thuỷ hóa kết hợp với SiO2, Al2O3, Fe2O3 trong tro bay tạo thành các phản ứng puzolan theo [50] SiO2 + Ca(OH)2 + H2O → CaO.SiO2.2H2O (1-8) Al2O3 + Ca(OH)2 + H2O → CaO.Al2O3.2H2O (1-9) SiO2 + Al2O3 + Ca(OH)2 + H2O → CaO.SiO2.Al2O3.2H2O (1-10) Fe2O3 + Al2O3 + Ca(OH)2 + H2O → CaO.Al2O3.Fe2O3.2H2O (1-11) Sản phẩm của các phản ứng này ngưng tụ và biến cứng tạo cường độ cho hỗn hợp đá thải và tro bay gia cố xi măng. Ngoài vai trò là chất kết dính thì tro bay còn đóng vai trò như các con lăn (do có hình dạng tròn) trong việc sắp xếp các hạt vật liệu trong quá trình đầm. 1.4. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về đá, đá thải, tro bay gia cố xi măng làm móng mặt đường ô tô 1.4.1. Trên thế giới Sử dụng đá thải (phụ phẩm) của mỏ đá làm móng mặt đường ô tô đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu [52], [56], [54], [53], [49], [55] . Do gốc đá, công nghệ khai thác, gia công đá khác nhau nên kết quả thu được cũng có sự khác nhau. Tuy nhiên hầu hết các nghiên cứu đã chỉ ra, đá thải (phụ phẩm) tại mỏ tạo ra trong quá trình khai thác đá hoàn toàn có thể sử dụng làm vật liệu xây dựng móng mặt đường. Khi sử dụng vật liệu này kết hợp với tro bay hoặc/và xi măng sẽ làm tăng ổn định, tăng cường độ và có thể đáp ứng yêu cầu làm móng mặt đường ô tô. 1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước Nghiên cứu sử dụng vật liệu phế thải như đá thải, tro bay như vật liệu chính hoặc chất gia cố làm móng mặt đường ô tô đã được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu. Hoàng Tùng và cộng sự [46] đã nghiên cứu vật liệu đất lẫn đá gia cố tro xỉ để làm vật liệu làm nền mặt đường giao thông. Bùi Tuấn Anh [1] đã nghiên cứu sử dụng tro thải kết hợp với đất gia cố xi măng và nghiên cứu đá thải (Tam Điệp, Đồng Mỏ) trộn tro thải (không có xi măng) để làm móng mặt đường ô tô. Đỗ Văn Thái [36] đã nghiên cứu sử dụng đá thải tại các mỏ than khu vực Quảng Ninh gia cố xi măng (không có tro bay) làm móng đường ô tô. Các tác giả Trần Ngọc Huy, Nguyên Đức Trọng, Hồ Văn Quân và các cộng sự [34], [42], [45], [43], [44], [35] đã nghiên cứu sử dụng tro bay kết hợp với cấp phối đá dăm hoặc đất gia cố xi măng làm móng mặt đường ô tô. Kết quả rà soát cho thấy, cho tới nay ở Việt Nam chưa có đề tài nào nghiên cứu sử dụng đá thải trộn tro bay gia cố xi măng làm móng mặt đường ô tô. 1.5. Xác định vấn đề nghiên cứu của luận án Đề tài luận án nghiên cứu tập trung vào các vấn đề chủ yếu sau đây: - Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng xác định các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của hỗn hợp đá thải kết hợp với tro bay gia cố xi măng nhằm đánh giá khả năng sử dụng của hỗn hợp này cho các lớp vật liệu trong kết cấu mặt đường ô tô. - Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý vật liệu đá thải và tro bay nhà máy nhiệt điện gia cố xi măng làm móng và mặt đường ô tô. - Nghiên cứu đề xuất một số kết cấu mặt đường sử dụng hỗn hợp đá thải và tro bay gia cố xi măng. 5
CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHÒNG XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA HỖN HỢP ĐÁ THẢI VÀ TRO BAY NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN GIA CỐ XI MĂNG LÀM MÓNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ Trong Chương này sẽ trình bày về kế hoạch thực nghiệm trong phòng và các kết quả thí nghiệm với vật liệu đá thải, các vật liệu đầu vào khác và các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng. Từ các kết quả thí nghiệm sẽ đưa ra các phân tích, đánh giá về khả năng sử dụng hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng làm các lớp móng áo đường ô tô. 2.1. Yêu cầu của vật liệu gia cố chất kết dính vô cơ làm móng đường ô tô 2.1.1. Yêu cầu cơ bản đối với đất gia cố chất kết dính vô cơ theo TCVN 10379:2014 Theo TCVN 10379:2014 [16], đất dùng để gia xi măng trước hết phải là loại đất được phép dùng để đắp nền đường. 2.1.2. Yêu cầu vật liệu của cấp phối thiên nhiên và cấp phối đá dăm gia cố xi măng theo TCVN 8858:2011 Nhận xét: có thể tham khảo các yêu cầu vật liệu cấp phối đá dăm và cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng theo TCVN 8858:2011 và theo QĐ 2218/QĐ-BGTVT năm 2018 để đánh giá vật liệu đá thải kết hợp với tro bay gia cố xi măng, trong đó có xem xét châm trước giá trị giới hạn của một số chỉ tiêu của vật liệu đá thải. 2.2. Thí nghiệm đánh giá hỗn hợp đá thải và tro bay gia cố xi măng 2.2.1. Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén Thông thường sử dụng mẫu hình trụ, mẫu được chế bị trong khuôn Proctor cải tiến đến khối lượng thể tích khô lớn nhất sau khi trộn hỗn hợp cốt liệu với xi măng 2 giờ ở độ ẩm tối ưu. Mẫu được bảo dưỡng ẩm 7 ngày và 7 ngày ngâm nước rồi đem nén với tốc độ gia tải là (6±1) KPa/s 2.2.2. Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo - uốn Rku Mẫu thí nghiệm ép chẻ vật liệu cấp phối đá gia cố xi măng được chế tạo trong khuôn Proctor cải tiến có đường kính 152mm, chiều cao 117mm. Mẫu được đầm nén tới khối lượng thể tích khô lớn nhất sau khi trộn hỗn hợp cốt liệu với xi măng 2 giờ ở độ ẩm tối ưu. Mẫu được bảo dưỡng ẩm 7 ngày và 7 ngày ngâm nước (ở nhiệt đô thí nghiệm) rồi đem nén. 2.2.3. Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi E Mẫu nén hình trụ có thể chế bị bằng cối Proctor cải tiến với đường kính 152 mm, chiều cao 117 mm hoặc có thể chế bị bằng bộ khuôn và máy nén để chế bị mẫu có chiều cao bằng hai lần đường kính hoặc bằng đường kính mẫu. Nếu xác định mô đun đàn hồi ở 28 ngày tuổi thì bảo dưỡng ẩm trong 21 ngày, tiếp theo ngâm nước trong 7 ngày. 6
2.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật yêu cầu của vật liệu gia cố chất kết dính vô cơ làm móng đường, nền đường đường ô tô 2.4. Lựa chọn bãi đá thải và đánh giá chất lượng của đá thải 2.4.1. Lựa chọn bãi đá thải Trong nghiên cứu này nghiên cứu sinh lựa chọn vật liệu đá thải tại mỏ đá Sunway – Hòa Thạch – Quốc Oai. Mỏ có phạm vi rộng tới 50 ha trữ lượng lớn, gốc đá là đá bazan có cường độ chịu nén và khả năng chống mài mòn khá cao. Mỏ đá có công nghệ khai thác, chế biến khá điển điển hình trong khu vực. 2.4.2. Thí nghiệm xác định thành phần hạt của đá thải Thành phần hạt của đá thải được tiến hành xác định theo TCVN 7572-2:2006, sau đó được so sánh với thành phần hạt tiêu chuẩn của cấp phối đá dăm (TCVN 8859:2023) và cấp phối thiên nhiên (TCVN 8857:2011). Từ Hình 2.6 ta thấy thành phần hạt của đá thải tương đối phù hợp với các loại cấp phối tự nhiên loại B. Do vậy, có thể điều chỉnh thành 7
phần hạt của đá thải bằng cách trộn thêm tro bay (vật liệu có thành phần chủ yếu là hạt mịn). Hình 2.7 thể hiện đường cong cấp phối của đá thải điều chỉnh bằng cách trộn thêm tro bay thỏa mãn thành phần hạt cấp phối thiên nhiên loại B. Hình 2.7. Thành phần cấp phối hạt của hỗn hợp đá thải điều chỉnh bằng cách trộn tro bay 2.4.3. Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đá thải Đối sánh các chỉ tiêu thí nghiệm của đá thải với các chỉ tiêu tương ứng yêu cầu đối với vật liệu làm móng áo đường cho thấy các mẫu thí nghiệm đá thải: (1) chưa đạt được các chỉ tiêu quy định đối với các loại Cấp phối đá dăm loại I ở hầu hết các chỉ số, chưa đáp ứng yêu cầu cảu cấp phối đá dăm loại II ở chỉ tiêu chỉ số dẻo; (2) đáp ứng được yêu cầu cơ bản đối với Cấp phối thiên nhiên làm móng mặt đường. 2.5. Kế hoạch nghiên cứu thực nghiệm 2.5.1. Vật liệu sử dụng trong nghiên cứu: - Đá thải (gốc đá Bazan): mỏ đá Sunway – Hòa Thạch – Quốc Oai – Hà Nội. - Tro bay: tro bay chưa qua xử lý nhà máy nhiệt điện Nghi Sơn. - Xi măng: xi măng Nghi Sơn PCB40 8
2.5.2. Các nội dung nghiên cứu: Thực nghiệm, đánh giá khả năng sử dụng đá thải và tro bay gia cố xi măng trong kỹ thuật đường thông qua các chỉ tiêu cơ bản gồm: cường độ nén, cường độ ép chẻ, mô đun đàn hồi E. Căn cứ vào kết quả một số nghiên cứu đã dẫn tại Mục 1.4, nghiên cứu sinh lựa chọn tỉ lệ xi măng trong nghiên cứu là 4%, 5%, 6% và ở mỗi tỉ lệ xi măng sẽ thay đổi hàm lượng tro bay lần lượt là 0%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%. Tỉ lệ xi măng và tỉ lệ tro bay được tính theo khối lượng của đá thải ở trạng thái khô. 2.5.3. Chế bị mẫu và phương pháp thí nghiệm: - Đá thải được lấy tại mỏ sau khi sàng loại bỏ hạt quá cỡ được trộn với tro bay và xi măng theo các tỉ lệ lựa chọn. Tiến hành thí nghiệm Proctor cải tiến theo TCVN 12790:2020 để xác định độ ẩm tối ưu và khối lượng thể tích khô lớn nhất ứng với từng tỉ lệ tro bay và xi măng. Sau đó tiến hành chế bị và bảo dưỡng mẫu xác định các chỉ tiêu cơ lý đã chọn theo quy định đến ngày thí nghiệm. Thí nghiệm đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp ở ngày tuổi thứ 14 và 28. 2.6. Kết quả thí nghiệm vật liệu thành phần 2.6.1. Kết quả thí nghiệm vật liệu đá thải sử dụng trong nghiên cứu Các kết quả thí nghiệm về thành phần hạt và các chỉ tiêu cơ lý của đá thải mỏ Sunway như đã thể hiện ở phần trên. 2.6.2. Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu của tro bay sử dụng trong nghiên cứu Tro bay sử dụng trong nghiên cứu là tro bay loại F, chưa qua xử lý nhưng đảm bảo các yêu cầu cơ bản sử dụng trong xây dựng [14]. 2.6.3. Xi măng Xi măng được sử dụng trong thí nghiệm là xi măng Nghi Sơn PCB40. 2.6.4. Nước Nước sử dụng trong các thí nghiệm chế bị mẫu là nước sinh hoạt thông thường, đảm bảo các quy định đối với nước dùng cho vữa và bê tông. 9
2.7. Công tác chế bị mẫu và công tác thí nghiệm Công tác chế bị mẫu và công tác thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm công trình – VILAS 047, trung tâm Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải, trường Đại học Giao thông vận tải Trước tiên tiến hành thí nghiệm Proctor cải tiến theo TCVN 12790:2020 [17] để xác định độ ẩm tối ưu và khối lượng thể tích khô lớn nhất của từng tỉ lệ tro bay và xi măng. Sau khi có kết quả thí đầm nén Proctor tiến hành đúc mẫu thí nghiệm xác định cường độ và mô đun đàn hồi. Thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ được thực hiện tuân thủ theo TCVN 8862 :2011. Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi được xác định bằng cách nén dọc trục trong điều kiện nở hông tự do tuân thủ theo TCVN 9843:2013. Một số hình ảnh về công tác chế bị mẫu và công tác thí nghiệm 2.8. Kết quả thí nghiệm và phân tích, đánh giá kết quả thí nghiệm 2.8.1. Kết quả thí nghiệm và phân tích kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén 2.8.1.1. Kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén Kết quả kiểm tra cho thấy, các kết quả thí nghiệm cường độ chịu nén ở 14 và 28 ngày tuổi đảm bảo độ chụm với hệ số Cv=6%, đánh giá theo ASTM C670- 2015. Phân tích chỉ rả rằng cả 3 yếu tố hàm lượng xi măng, hàm lượng tro bay và tuổi của hỗn hợp đều có ảnh hưởng đến cường độ chịu nén. Khi tăng hàm lượng xi Hình 2.15. Biểu đồ tổng hợp cường độ chịu măng thì cường độ chịu nén của nén của mẫu đá thải tro bay gia cố XM hỗn hợp tăng lên. Tồn tại một hàm lượng tro bay cho cường độ chịu nén cao nhất ở vào khoảng 15 - 20%. 10
Tương quan giữa cường độ chịu nén với hàm lượng xi măng, hàm lượng tro bay và tuổi mẫu được thể hiện trong công thức (2.5). 2.8.2. Kết quả thí nghiệm và phân tích kết quả thí nghiệm cường độ chịu ép chẻ Kết quả kiểm tra cho thấy, các kết quả thí nghiệm cường độ chịu ép chẻ ở 14 và 28 ngày tuổi đảm bảo độ chụm với hệ số Cv=6%, đánh giá theo ASTM C670-2015. Phân tích chỉ ra rằng cả 3 yếu tố hàm lượng xi măng, hàm lượng tro bay và tuổi của hỗn hợp đều có ảnh Hình 2.18. Biểu đồ tổng hợp cường độ chịu ép hưởng đến cường độ chịu ép chẻ của mẫu đá thải tro bay gia cố XM chẻ. Khi tăng hàm lượng xi măng thì cường độ chịu ép chẻ của hỗn hợp cũng tăng lên. Tồn tại một hàm lượng tro bay cho cường độ chịu ép chẻ cao nhất ở vào khoảng 15 - 20%. Tương quan giữa cường độ chịu ép chẻ với hàm lượng xi măng, hàm lượng tro bay và tuổi mẫu được thể hiện trong công thức (2.6) 2.8.3. Kết quả thí nghiệm và phân tích kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi Các kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi ở 28 ngày tuổi đảm bảo độ chụm với hệ số Cv=6%, đánh giá theo ASTM C670-2015. Cả 2 yếu tố hàm lượng xi măng, hàm lượng tro bay đều có ảnh hưởng đến mô đun đàn hồi của hỗn hợp ở 28 ngày tuổi. Khi tăng hàm lượng xi măng thì cường độ chịu ép chẻ của hỗn hợp cũng tăng lên. Tồn tại một hàm lượng tro bay cho cường độ Hình 2.21. Mô đun đàn hồi của mẫu đá thải tro bay gia cố xi măng ở 28 ngày tuổi 11
chịu ép chẻ cao nhất ở vào khoảng 15 - 20%. Tương quan giữa mô đun đàn hồi với hàm lượng xi măng và hàm lượng tro bay được thể hiện trong công thức (2.7) 2.8.4. Tương quan thực nghiệm giữa cường độ ép chẻ, mô đun đàn hồi với cường độ chịu nén của hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng Tương quan giữa cường độ ép chẻ và cường độ chịu nén (tính cho cả tuổi mẫu 14 ngày và 28 ngày tuổi) được thể hiện trong trong công thức (2.8). Tương quan giữa mô đun đàn hồ ở 28 ngày tuổi và cường độ chịu nén ở 28 ngày tuổi được thể hiện trong trong công thức (2.9). 2.9. Phân tích ảnh hưởng của tỉ lệ tro bay đến tính chất cơ lý của hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng 2.9.1. Cấu tạo và cấu trúc của hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng Để đánh giá cấu trúc, sự phân bố của cốt liệu đá thải, vữa xi măng tro bay và lỗ rỗng, NCS đã tiến hành cắt mẫu để quan sát. Do mẫu có chiều cao lớn, công tác cắt mẫu khó khăn nên chọn tiến hành cắt 6 mẫu ứng với 6 tỉ lệ tro bay ở hàm lượng xi măng 5% (hàm lượng xi măng đề xuất áp dụng). 0% tro bay 10% tro bay 15% tro bay 20% tro bay 25% tro bay 30% tro bay Hình 2.24. Ảnh mặt cắt mẫu ở hàm lượng XM 5% với các tỉ lệ tro bay khác nhau 12
2.9.2. Tỉ lệ tro bay hợp lý trong hỗn hợp đá thải, tro bay gia cố xi măng Tỉ lệ phối hợp giữa các thành phần có ảnh hưởng quyết định đến cấu trúc và chất lượng của hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng. Tỉ lệ tro bay hợp lý là tỉ lệ tro bay đủ để lấp vào lỗ rỗng của các hạt cốt liệu lớn mà không đẩy các hạt cốt liệu lớn ra xa, đồng thời lượng tro bay vừa đủ để kết hợp với xi măng thành hỗn hợp vữa có cường độ và tính dính kết cao. Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm trong phòng kết hợp ảnh mặt cắt mẫu kiến nghị hàm lượng tro bay ở các tỷ lệ 15% và 20% (tương ứng với 13,23% và 16,84% tính theo khối lượng tổng) cho các chỉ tiêu cơ lý tốt nhất, nằm trong miền giá trị đề xuất của các tiêu chuẩn trong và ngoài nước. 2.10. Kết luận Chương 2 Thông qua chương trình thí nghiệm và kết quả thí nghiệm trong Chương 2 có thể rút ra một số kết luận sau: (1) Vật liệu đá thải mỏ Sunway có các chỉ tiêu cơ lý đáp ứng yêu cầu vật liệu cấp phối thiên nhiên sử dụng làm lớp móng và lớp mặt đường cấp thấp B1, B2. Cơ bản đáp ứng yêu cầu của vật liệu cấp phối thiên nhiên làm móng dưới mặt đường cấp cao A2 hoặc yêu cầu của cấp phối đá dăm loại II trừ chỉ tiêu giới hạn dẻo. Do vậy nếu có biện pháp tuyển chọn, phối trộn đáp ứng yêu cầu về thành phần hạt hoặc châm trước yêu cầu về thành phần hạt và chỉ tiêu về chỉ số dẻo có thể sử dụng đá thải làm lớp móng áo đường. (2) Đối với hỗn hợp đá thải mỏ tro bay gia cố xi măng - Ở mỗi tỉ lệ tro bay, hỗn hợp có hàm lượng xi măng cao hơn thì cường độ chịu nén, cường độ ép chẻ, mô đun đàn hồi lớn hơn. - Ở mỗi tỉ lệ xi măng thì tồn tại một khoảng hàm lượng tro bay cường độ chịu nén, cường độ ép chẻ ở 14 và 28 ngày tuổi và mô đun đàn hồi 28 ngày tuổi lớn nhất ở vào khoảng 15 – 20%. - Tất cả các hỗn hợp ở cả 3 hàm lượng xi măng 4%, 5%, 6% và 6 tỉ lệ tro bay có cường độ chịu nén và cường độ chịu ép chẻ ở 14 ngày tuổi thỏa mãn điều kiện làm lớp móng dưới cho kết cấu áo đường. - Ở hàm lượng xi măng 5%, các hỗn hợp có tỉ lệ tro bay 10%, 15%, 20%, có giá trị cường độ chịu nén, cường độ chịu ép chẻ ở 14 ngày tuổi và mô đun đàn hồi ở 28 ngày tuổi thỏa mãn điều kiện làm lớp móng trên cho đường cao tốc, đường ô tô cấp I, cấp II hoặc lớp mặt láng nhựa; hỗn hợp có tỉ lệ tro bay 0%, 25% có các chỉ tiêu thỏa mãn điều kiện làm lớp móng trên cho đường ô tô cấp III trở xuống; hỗn hợp có tỉ lệ tro bay 30% có các chỉ tiêu thỏa mãn điều kiện làm lớp móng dưới của đường ô tô do có cường độ ép chẻ ở 14 ngày tuổi nhỏ hơn 0,35 MPa. - Ở hàm lượng xi măng 6%, các hỗn hợp có tỉ lệ tro bay 0%, 10%, 15%, 20%, 25% có giá trị cường độ chịu nén, cường độ chịu ép chẻ ở 14 ngày tuổi và mô đun đàn hồi ở 28 ngày tuổi thỏa mãn điều kiện làm lớp móng trên cho đường cao tốc, đường ô tô cấp I, cấp II hoặc lớp mặt láng nhựa; riêng hỗn hợp có tỉ lệ tro bay 30% có các chỉ tiêu thỏa mãn điều kiện làm lớp móng trên cho đường ô tô cấp III trở xuống do có cường độ ép chẻ ở 14 ngày tuổi nhỏ hơn 0,45 MPa. 13
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÔNG NGHỆ XỬ LÝ VẬT LIỆU ĐÁ THẢI VÀ TRO BAY NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN GIA CỐ XI MĂNG LÀM MÓNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ 3.1. Quy trình công nghệ khai thác đá làm vật liệu xây dựng ở Việt Nam 3.1.1. Tổng quan về quá trình khai thác đá Các mỏ khai thác đá làm vật liệu xây dựng thường là các mỏ lộ thiên vì khai thác an toàn và rẻ. Quá trình khai thác đá làm vật liệu xây dựng ở các mỏ lộ thiên được thể hiện trên Hình 3.1 và thường gồm các công tác sau: - Công tác bóc lớp đất phủ mặt - Công tác khai thác đá: tách một bộ phận vật liệu ra khỏi toàn khối của chúng. - Gia công vật liệu đã khai thác, nội dung có thể gồm: nghiền, đập nhỏ, sàng phân loại để đạt được kích cỡ yêu cầu, rửa sạch đảm bảo chất lượng yêu cầu. - Vận chuyển vật liệu trong nội bộ mỏ và bốc lên xe đưa đến nơi sử dụng. 3.2. Công nghệ thu gom và xử lý đá thải 3.2.1. Đá thải tại mỏ đá Đá thải là một dạng phế phẩm của quá trình khai thác, sản xuất cốt liệu tại các mỏ đá xây dựng. Thông thường lượng vật liệu khai thác thành phẩm tại các mỏ chỉ chiếm 70-85% còn lại 15- 30% là lượng đất đá phải cào bóc và rơi vãi trở thành đá thải. nguồn phát sinh đá thải tại mỏ đá gồm: vật liệu cào bóc tầng phủ, vật liệu rơi vãi tại bãi nổ mìn, vật liệu rơi vãi tại bãi sản xuất. 14
3.2.2. Công tác thu gom và xử lý đá thải Tùy thuộc vào tính chất và kích cỡ của đá thải để có giải pháp thu gom, phân loại và xử lý một cách hợp phù hợp. - Vật liệu cào bóc tầng phủ chủ yếu gồm đất, đá phong hóa mạnh và lẫn nhiều dễ cây. Kiến nghị thu gom thành bãi riêng và tận dụng để hoàn trả mặt bằng mỏ và trồng cây nhằm phủ xanh khi đóng mỏ. - Vật liệu rơi vãi ở bải nổ mìn, vật liệu đá thải rơi vãi tại bãi sản xuất: tiến hành phân loại, dựa vào kích cỡ hạt tiến hành thu gom đưa vào bãi tập kết thành các đống riêng biệt. Vật liệu đá thải có thể tận dụng làm vật liệu xây dựng các lớp móng đường sẽ gồm 2 nhóm là nhóm vật liệu cần nghiền tiếp và nhóm vật liệu không cần nghiên tiếp. Nhóm vật liệu cần nghiền tiếp gồm vật liệu rơi vãi tại bãi nổ mìn và vật liệu rơi vãi tại bãi sản xuất có kích cỡ hạt chủ yếu lớn hơn 37,5 mm, kiến nghị xử lý theo hai cách: - Cách 1 - Tận dụng hệ thống máy nghiền và sàng sẵn có tại mỏ đá. Nếu hệ thống trạm nghiền sàng của mỏ đá cho phép điều chỉnh linh hoạt giữa công tác sản xuất chính và công tác chế biến đá thải quá cỡ thì có thể tận dụng một phần hệ thống nghiền và sàng sẵn có tại mỏ để gia công vật liệu đá thải quá cỡ. - Cách 2 - Trang bị, lắp đặt thêm máy nghiền, sàng để nghiền vật liệu đá thải quá cỡ. Tùy thuộc vào lượng đá thải quá cỡ cần nghiền, yêu cầu vật liệu cỡ hạt sau nghiền có thể sử dụng máy nghiền sàng mini hoặc máy nghiền côn công suất nhỏ. 3.2.3. Phối trộn và tính toán tỉ lệ phối trộn Sau khi vật liệu đá thải được phân thành các loại có kích cỡ khác nhau (đá thải kích cỡ nhỏ, đá thải kích cỡ trung bình, vật liệu được nghiền sàng từ đá thải quá cỡ), thì vấn đề đặt ra là phải xác định được tỉ lệ phối trộn giữa các nhóm vật liệu đá thải để nhằm thỏa mãn một đường bao cấp phối tiêu chuẩn của một loại vật liệu mục tiêu nào đó. Sau khi xác định được tỉ lệ phối trộn hợp lý, các nhóm đá thải có kích cỡ hạt khác nhau được tập kết về bãi chứa và trộn với nhau tại mỏ đá bằng máy xúc để được một hỗn hợp có thành phần hạt thỏa mãn thành phần cấp phối yêu cầu (như thành phần cấp phối của các loại đá cấp phối đá dăm hoặc thành phần cấp phối của cấp phối thiên nhiên loại A, loại B hoặc loại C). 15
3.3. Công nghệ sử dụng hỗn hợp đá thải và tro bay gia cố xi măng làm móng đường và mặt đường ô tô 3.3.1. Thiết kế hỗn hợp đá thải và tro bay gia cố xi măng Hỗn hợp được thiết kế theo phương pháp độ ẩm tối ưu bằng thí nghiệm đầm nén Proctor, thông qua các thí nghiệm cường độ chịu nén, cường độ chịu ép chẻ ở 14 ngày tuổi để xác định hàm lượng tro bay và hàm lượng tro bay và hàm lượng xi măng hợp lý. Xác định hàm lượng tro bay: Căn cứ vào kết quả nghiên cứu thực nghiệm trong phòng ở Chương 2, có thể tham khảo hàm lượng tro bay trong khoảng từ 10% đến 25% tính theo khối lượng đá thải ở trạng thái khô. Thay đổi hàm lượng xi măng ở 3 mức 4%, 5%, 6% tính theo khối lượng hỗn hợp đá thải ở trạng thái khô. Tiến hành thí nghiệm đầm nén trong phòng (thí nghiệm Proctor) trong cối lớn với công đầm cải tiến để xác định độ ẩm tối ưu và khối lượng thể tích khô lớn nhất ứng với từng tỉ lệ xi măng và tro bay. - Tiến hành đúc các mẫu làm thí nghiệm cường độ chịu nén và cường độ chịu ép chẻ và bảo dưỡng theo quy định đến 14 ngày, mỗi chỉ tiêu và mỗi hàm lượng đúc 03 mẫu. - Thí nghiệm xác định cường độ chịu nén và cường độ chịu ép chẻ của mẫu ở 14 ngày tuổi. Căn cứ vào kết quả thí nghiệm và yêu cầu của lớp vật liệu để xác định tỉ lệ xi măng. Hàm lượng xi măng hợp lý là hàm lượng xi măng nhỏ nhất mà cho các chỉ tiêu cường độ chịu nén và cường độ chịu ép chẻ ở 14 ngày tuổi đáp ứng yêu cầu. - Với hàm lượng tro bay và xi măng đã chọn, tiến hành đúc mẫu, bảo dưỡng và thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi của hỗn hợp ở 28 ngày tuổi theo quy định để làm căn cứ thiết kế kết cấu mặt đường. 3.3.2. Công nghệ trộn hỗn hợp đá thải và tro bay gia cố xi măng 3.3.2.1. Trộn hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng tại các trạm trộn Hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng phải được trộn trong các trạm trộn thuộc loại cưỡng bức. Thiết bị cân đong phải đảm bảo chính xác, đặc biệt là bộ phận cân đong lượng xi măng và lượng nước; sai số cân đong cho phép đối với cốt liệu là ± 2%, với xi măng và tro bay là ± 0.5% và với nước là ± 1% theo khối lượng. Hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng có thể được trộn trong các trạm trộn theo sơ đồ 1 cấp hoặc 16
sơ đồ 2 cấp tương tự như trạm trộn BTXM. Khi tận dụng trạm trộn BTXM để trộn hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng thì cần xem xét số lượng silo chứa xi măng và silo chứa phụ gia khoáng của trạm trộn để quyết định việc lắp đặt thêm thiết bị để chứa và cấp tro bay. Riêng hệ thống định lượng tro bay có thể sử dụng chung hệ thống định lượng của xi măng bằng cách sử dụng phương pháp cân cộng dồn. Số lượng, dung tích silo chứa xi măng, silo chứa tro bay cần tính toán lựa chọn để đảm báo quá trình sản xuất được liên tục tối thiểu cho 1 ca thi công. 3.3.2.2. Trộn hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng bằng các máy trộn di động công suất nhỏ tại đường Với các đường giao thông nông thôn, mặt bằng và điều kiện thi công hạn chế có thể trộn hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng trong các máy trộn BTXM di động tại đường có công suất nhỏ. Máy trộn đá thải tro bay gia cố xi măng phải thuộc loại cưỡng bức Hình 3.17 thể hiện hình ảnh của một máy trộn BTXM tự hành công suất nhỏ do Công ty Thăng Long sản xuất. Máy được thiết kế có thùng trộn thuộc loại cưỡng bức với công suất mỗi mẻ trộn là 0,5; 1,0; 1,5 và 2,0 m3 tùy vào cấu hình máy 3.3.3. Công nghệ thi công hỗn hợp đá thải và tro bay gia cố xi măng Hỗn hợp vật liệu đá thải và tro bay gia cố xi măng có thể thi công theo hai phương pháp là phương pháp trộn tại trạm và phương pháp trộn bằng máy trộn di động công suất nhỏ tại đường áp dụng cho các đường giao thông nông thôn mặt bằng thi công hạn chế. 3.3.3.1. Công nghệ thi công theo phương pháp trộn hỗn hợp tại trạm trộn Các bước thi công: Trình tự thi công kiến nghị theo tiêu chuẩn hiện hành về cấp phối đá dăm và cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng TCVN 8858:2023 [22] 3.3.3.2. Công nghệ thi công theo phương pháp trộn bằng các máy trộn di động công suất nhỏ tại đường Các bước thi công cơ bản cũng tương tự như phương pháp thi công tại trạm trộn chỉ có một số khác biệt là công tác trộn được thực hiện bằng máy trộn di động tại đường, hỗn hợp sau khi trộn có thể sử dụng xe cải tiến hoặc đổ thành đống tại đường, san rải 3.3.4. Theo dõi, kiểm soát vết nứt và giải pháp xử lý vết nứt Do trong khuôn khổ đề tài chưa có điều kiện nghiên cứu về độ co ngót, dãn nở và mức độ phát triển vết nứt theo thời gian của hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng nên trước mắt đề xuất tham khảo quy định về vết nứt cho phép trên bề mặt của lớp cấp phối gia cố xi măng. 17