Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu sử dụng cát đỏ Bình Thuận và tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân làm móng và mặt đường giao thông nông thôn khu vực duyên hải Nam Trung Bộ

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

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án "Nghiên cứu sử dụng cát đỏ Bình Thuận và tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân làm móng và mặt đường giao thông nông thôn khu vực duyên hải Nam Trung Bộ" nhằm nghiên cứu xác định thành phần, đặc tính cơ lý của cát đỏ Bình Thuận, tro bay Vĩnh Tân; Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng phối hợp các loại vật liệu cát đỏ, tro bay làm vật liệu gia cố cho móng và làm lớp mặt đường GTNT; Đề xuất các dạng kết cấu mặt đường GTNT sử dụng cát đỏ Bình Thuận và tro bay Vĩnh Tân cho vùng Nam Trung Bộ, tỉnh Bình Thuận.

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 sử dụng cát đỏ Bình Thuận và tro bay nhiệt điện Vĩnh Tân làm móng và mặt đường giao thông nông thôn khu vực duyên hải Nam Trung Bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI VŨ HOÀNG GIANG SỬ DỤNG CÁT ĐỎ BÌNH THUẬN VÀ TRO BAY NHIỆT NGHIÊN CỨU ĐIỆN VĨNH TÂN LÀM MÓNG VÀ MẶT ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Mã số : 9.58.02.05 Chuyên ngành : Xây dựng đƣờng ô tô và đƣờng thành phố TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2020
Công trình được hoàn thành tại: TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Người hướng dẫn khoa học: 1. GS.TS Bùi Xuân Cậy 2. PGS.TS Nguyễn Thanh Sang Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ họp tại Trường Đại học Giao thông vận tải vào hồi giờ ngày tháng năm 20…. Có thể tìn hiểu luận án tại: - Thƣ viện Quốc gia Việt Nam - Trung tâm Thông tin – Thƣ viện, Đại học GTVT
1 MỞ ĐẦU 1. Tính cần thiết của Luận án Nước ta là nước nông nghiệp, khu vực nông thôn chiếm trên 80% diện tích lãnh thổ, trên 65% dân số sống ở nông thôn, lực lượng lao động nhờ vào các hoạt động nông nghiệp chiếm trên 40% lực lượng lao động xã hội. Thủ tướng Chính phủ ban hành các Quyết định số 491/QĐ-TTg ngày 16/4/2009 Bộ tiêu chí quốc gia về nông thôn mới, Quyết định số 800/QĐ-TTg, ngày 04/6/2010 phê duyệt Chương trình mục tiêu Quốc gia xây dựng nông thôn mới 2010-2020. Bộ GTVT đã ban hành chiến lược phát triển GTNT đến năm 2020 định hướng đến năm 2030. Thực hiện mục tiêu của chiến lược và chương trình mục tiêu quốc gia, các địa phương đã nỗ lực thực hiện cứng hóa đường GTNT, tỉ lệ đường huyện cứng hóa trên 70%, đường xã, thôn cứng hóa trên 40%; loại kết cấu mặt đường cứng hóa chủ đạo vẫn là kết cấu BTXM truyền thống, kết cấu nhựa, móng cấp phối, đất gia cố vôi, xi măng; một số địa phương đã nghiên cứu ứng dụng vật liệu mới. Trong giai đoạn này, việc nghiên tại chỗ nhưng còn ở bước thí điểm, chưa áp dụng được đại chà như vật liệu bột kết dính thủy hóa vô cơ dùng để gia cố đất làm móng đường; vật liệu carboncor asphalt (công nghệ Nam Phi) dùng để bảo trì đường, công nghệ rovo (phụ gia Đức).... Với điều kiện địa hình ven biển miền Trung, tỉnh Bình Thuận có lượng cát đỏ ven biển lớn, nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân với lượng tro, xỉ thải hàng trăm ngàn tấn mỗi năm là nguồn vật liệu tiềm năng xây dựng đường GTNT, nâng cao hiệu quả kinh tế, giảm thiểu tiêu cực về ô nhiễm môi trường. Như vậy, đề tài rất cần thiết vừa có ý nghĩa khoa học, thực tiễn, vừa mang tính kinh tế, góp phần phát triển địa phương. 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu xác định thành phần, đặc tính cơ lý của cát đỏ Bình Thuận, tro bay Vĩnh Tân. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng phối hợp các loại vật liệu cát đỏ, tro bay làm vật liệu gia cố cho móng và làm lớp mặt đường GTNT. Đề xuất các dạng kết cấu mặt đường GTNT sử dụng cát đỏ Bình Thuận và tro bay Vĩnh Tân cho vùng Nam Trung Bộ, tỉnh Bình Thuận. 3. Phạm vi và đối tƣợng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu là khu vực duyên hải Nam trung Bộ, trọng tâm là khu vực tỉnh Bình Thuận; nghiên cứu vật liệu địa phương cát đỏ, tro bay nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân để làm kết cấu móng và mặt đường GTNT. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: nghiên cứu xác định loại vật liệu, hàm lượng cát đỏ, tro bay hợp lý thông qua việc đánh giá các chỉ số vật liệu thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, xác lập phương trình hồi quy tương quan giữa hàm lượng xi măng, cát đỏ, tro bay với độ tuổi, cường độ chịu nén, chịu kéo khi ép chẻ của mẫu vật liệu. - Ý nghĩa thực tiễn: sử dụng vật liệu địa phương cát đỏ Bình Thuận, tro bay nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân sẽ góp phần tăng khả năng tiêu thụ, sử dụng nguồn vật liệu địa phương thêm phong phú, tăng hiệu quả kinh tế (do giảm lượng xi măng), giảm tác động tiêu cực môi trường (từ tro bay và hiệu ứng khí nhà kính đối với vật liệu thuần bê tông xi măng), phát triển kinh tế - xã hội của địa phương và khu vực. 5. Cấu trúc của Luận án Luận án gồm phần mở đầu, 4 chương chính, phần kết luận - kiến nghị, hướng
2 nghiên cứu tiếp theo, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN KHU VỰC DUYÊN HẢI NAM TRUNG BỘ 1.1. Tổng quan đƣờng giao thông nông thôn Đường giao thông nông thôn (GTNT) là đường nối từ hệ thống quốc lộ, tỉnh lộ đến các làng mạc, thôn xóm, ruộng đồng, trang trại, các cơ sở sản xuất, chăn nuôi… phục vụ sản xuất nông – lâm – ngư nghiệp và phát triển kinh tế - văn hóa – xã hội của các địa phương. Đường GTNT gồm đường huyện, đường xã, đường thôn xóm, đường dân sinh, đường khu vực sản xuất. Đường GTNT thường có 4 cấp kỹ thuật A, B, C, D (theo TCVN 10380:2014 dành riêng cho đường GTNT), hoặc cấp VI, V đến cấp IV (TCVN 4054:2005 tiêu chuẩn chung cho đường ô tô [25]). Nguyên tắc thiết kế và xây dựng đường GTNT theo các nguyên tắc phù hợp với lưu lượng, tải trọng thấp, tận dụng vật liệu, nhân lực địa phương, sử dụng công nghệ thi công đơn giản, thiết kế định hình theo khuyến cáo tiêu chuẩn đường GTNT. 1.2. Thực trạng GTNT cả nƣớc và khu vực Nam Trung Bộ Cả nước có trên 481.829 km đường GTNT khoảng 80% đường bộ cả nước, trong đó đường huyện 67.203 km, đường xã 151.904 km, đường thôn xóm 262.723 km. Cấp kĩ thuật từ cấp V trở xuống; tỉ lệ cứng hóa (BTXM, BTN, LN) khoảng 233.275 km (48,41%), trong đó đường huyện đạt 74,55%, đường xã đạt 39,4%, đường thôn xóm đạt 46,94%; tỉ lệ đường đất còn cao (38,71%). - Vùng Duyên hải Nam Trung Bộ gồm các từ tỉnh Đà Nẵng Biểu đồ 1. 1 Đường GTNT toàn quốc đến Bình Thuận; tổng km đường theo kết cấu mặt đường GTNT trên 28.041 km (8,22% cả nước), trong đó đường huyện 4.291 km (15,30%), đường xã 17.876 km (63,75%), đường thôn xóm 5.874 km (20,95%). Tỉ lệ cứng hóa đạt 60%. Tỉnh Bình Thuận có 3.635 km, trong đó đường huyện 565,3 km (15,54%), đường xã, thôn xóm 3070,53 km (84,45%). Tỉ lệ đường VI, IV khoảng 58,79%, đường cấp A, B chiếm 41,2%; tỉ lệ cứng hóa (BTN, LN, BTXM) đạt 57,64%. Biểu đồ 1. 3 Đường GTNT tỉnh Bình Biểu đồ 1. 3 Đường GTNT tỉnh Bình Thuận phân theo cấp kỹ thuật Thuận phân theo kết cấu mặt
3 - Phương tiện vận tải trên đường GTNT phổ biến dưới 10 tấn, một số trục đường huyện quan trọng có các loại xe có tải trọng trên 10 tấn, xe khách đến 24 chỗ ngồi lưu thông. Trên một số đường xã, thôn xóm có sự hoạt động theo mùa của một số loại phương tiện phục vụ nông nghiệp như công nông, máy cày. 1.3. Tình hình sử dụng vật liệu làm đƣờng trên thế giới và Việt Nam * Trên thế giới - Ấn Độ, một số quốc gia châu Á: Đường GTNT gồm 2 loại là đường cấp huyện và đường làng/thôn; thiết kế gồm 4 lớp: lớp cơ sở/ nền, lớp móng dưới, lớp móng trên và lớp mặt. Chiều dày mặt đường thiết kế phụ thuộc vào cấu tạo định hình và lưu lượng phương tiện; loại kết cấu mặt đường GTNT căn cứ theo lượng mưa và lưu lượng xe. - Lào và Campuchia: SEACAP đã thử nghiệm mặt đường nông thôn đáp ứng lưu lượng tải tải trọng thấp giai đoạn 2001-2006; khuyến cáo một số loại kết cấu. - Nghiên cứu về bê tông cát làm đường ở Châu Âu: đã nghiên cứu bê tông cát để khắc phục khó khăn về nguồn cốt liệu tại các quốc gia [48]; thay vì cốt liệu gồm cấp phối đá, cát, xi măng, bê tông cát sẽ có cốt liệu với thành phần nhiều cát hoặc hoàn toàn bằng cát, nghiên cứu kết cấu bê tông với tỉ lệ cát đạt 70%-80% (Đức), 90%-100% (Nga), ở Pháp có nghiên cứu thêm các phụ gia khoáng, klinke trong thành phần bê tông cát… - Nghiên cứu sử dụng tro bay: nhiều quốc gia trên thế giới (Mỹ, Đức, Pháp, Anh, Trung Quốc...) đã nghiên cứu tro bay như một nguồn vật liệu thay thế xi măng, làm chất phụ gia, chất độn trong san nền, xử lý gia cố đất cũng như chế tạo bê tông. * Ở Việt Nam - Chương trình thử nghiệm mặt đường GTNT [52] triển khai thử nghiệm trong giai đoạn 2004 – 2006 và theo dõi khả năng hoạt động của các đoạn đường thử nghiệm trong giai đoạn 2007 – 2009; triển khai tại 5 vùng: đồng bằng sông Cửu Long (Đồng Tháp, Tiền Giang), duyên hải miền Trung (Hà Tĩnh, Quảng Bình, Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng), miền núi phía Bắc, đồng bằng sông Hồng (Tuyên Quang, Hưng Yên, Ninh Bình), Tây Nguyên (Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông). Thử nghiệm sử dụng vật liệu sẵn có hoặc sản xuất tại địa phương để giảm chi phí vận chuyển, giảm tác hại đối với đường trong quá trình vận chuyển; sử dụng lao động địa phương, nhà thầu địa phương; các dạng kết cấu được thử nghiệm: bê tông xi măng thường, bê tông xi măng cốt tre, bê tông cốt thép, láng nhựa; giám sát thử nghiệm theo chỉ số mức độ xuống cấp (RCDI), chỉ số mức độ xuống cấp đơn lẻ (CDIs), chỉ số phạm vi xuống cấp liên quan (DEI) và đưa ra khuyến cáo cụ thể loại vật liệu phù hợp với điều kiện địa lý, địa hình từng vùng. - Nghiên cứu thử nghiệm mặt đường gia cố đất bằng chất phụ gia RoadCem (Hà Lan sản xuất) [50] tại Hưng Hưng Yên (2015); kết quả thử nghiệm đảm bảo các yêu cầu về cường độ, khả năng khai thác; tuy nhiên nhược điểm là cần sử dụng máy đặc chủng để thi công (máy phay đất – dải vật liệu) và sử dụng phụ gia độc quyền. - Một số nghiên cứu sử dụng vật liệu địa phương của các tác giả Nguyễn Thanh Sang, Vũ Bá Thao, Bùi Tuấn Anh, Lê Văn Bách, Lê Văn Tuấn... về cát duyên hải miền Trung kết hợp tro bay Phả Lại, gia cố đất bằng puzolan tự nhiên, xi măng và vôi [50], sử dụng tro thải nhà máy nhiệt điện đốt than trong xây dựng đường ô tô... 1.4. Định hƣớng nghiên cứu của Luận án
4 - Nghiên cứu hệ thống GTNT toàn quốc, khu vực, tỉnh Bình Thuận về thực trạng, các tiêu chuẩn áp dụng, các loại kết cấu, tỉ lệ cứng hóa, xu hướng phát triển... - Nghiên cứu cát đỏ, tro bay nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân tại Bình Thuận. - Nghiên cứu cát đỏ gia cố xi măng và tro bay làm lớp móng đường GTNT. - Nghiên cứu sử dụng cát đỏ, tro bay chế tạo bê tông hạt nhỏ làm mặt đường GTNT. - Nghiên cứu đề xuất một số dạng cấu mặt đường GTNT áp dụng cho tỉnh Bình Thuận. Phân tích sơ bộ tính kinh tế, môi trường đối với các dạng vật liệu đề xuất. 1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu Luận án sử dụng kết hợp giữa phương pháp lý thuyết, thực nghiệm trong phòng và phương pháp chuyên gia. CHƢƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH CƢỜNG ĐỘ CỦA VẬT LIỆU GIA CỐ CHẤT KẾT DÍNH VÔ CƠ VÀ BÊ TÔNG HẠT NHỎ 2.1. Cơ sở lý thuyết về độ chặt - Cường độ của đất và vật liệu rời liên quan chặt chẽ đến độ chặt, khi độ chặt tăng lên, diện tiếp xúc và ma sát giữa các hạt tăng lên, dẫn đến cường độ tăng lên, cải thiện các chỉ số c, φ… Luận án có nghiên cứu theo một số lý thuyết lý thuyết đường cong cấp phối Fuller; lý thuyết cấp phối lý tưởng của Talbot; lý thuyết cấp phối lý tưởng của Weymouth; lý thuyết cấp phối của N.N.Ivanov. Các nước xã hội chủ nghĩa trước đây hay dùng lý thuyết của N.N.Ivanov, tuy nhiên hiện nay đa số các nước châu Âu, Mỹ, châu Á trong đó có Việt Nam, theo xu hướng hội nhập quốc tế thường sử dụng các tiêu chuẩn AASHTO, ASTM, ACI, nghiên cứu và sử dụng lý thuyết cấp phối Fuller để tính toán. - Lý thuyết cơ sở về chất kết dính và vật liệu gia cố: nghiên cứu lý thuyết chất kết dính vô cơ; đất gia cố chất kết dính vô cơ, chất kết dính rắn trong nước... đưa ra nhận xét để gia cố vật liệu đáp ứng các yêu cầu về cường độ, độ ổn định, sử dụng làm các lớp kết cấu móng, mặt đường, cần phải nghiên cứu cấu tạo lý hóa loại vật liệu gia cố, loại chất kết dính, phương pháp gia cố và thực hiện thực nghiệm, thí nghiệm phân tích. 2.2. Sự hình thành cƣờng độ của đất gia cố vôi Nghiên cứu về sự hình thành cường độ thông qua các phản ứng hóa học, vật lý, trao đổi ion, quá trình các bon nát hóa của vôi tạo tinh thể CaCO3 rắn chắc cũng như quá trình kết tinh Ca(OH)2 vững chắc, ổn định. Một số phản ứng hóa học như: Ca(OH)2 + CO2  CaCO3 + H2O (2.1) Ca(OH)2 + nH2O Ca(OH)2,nH2O (2.2) Quá trình hình thành cường độ của đất gia cố vôi diễn ra trong thời gian dài, cường độ, tính ổn định nước của đất gia cố vôi tăng chậm và kéo dài theo thời gian. Để đẩy nhanh quá trình cứng hoá, tăng tính tương tác hoá học, hoá lý giữa vôi và thành phần hạt sét trong đất, có thể dùng một số chất phụ gia trộn thêm như các loại muối Na2SiO3, Na2SiO4, MgSiO4... 2.3. Sự hình thành cƣờng độ của các lớp vật liệu gia cố xi măng Quá trình hình thành cường độ do sự thủy hóa của xi măng, tạo thành bộ khung đất đá hoặc cát với chất kết dính là xi măng, vật liệu gia cố xi măng hình thành
5 cường độ theo cơ chế phản ứng thủy hóa của xi măng tại lỗ rỗng của hỗn hợp, trong môi trường hoạt tính có các cốt liệu mịn phân tán, có thành phần khoáng hóa khác nhau, một số phản ứng: 2(3CaO.SiO2) + 6H2O = 3CaO.SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 (2.3) 2(2CaO.SiO2) + 4H2O = 3CaO.SiO2.3H2 + Ca(OH)2 (2.4) 4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 10H2O + 2Ca(OH)2 = 6CaO.Al2O3.Fe2O3.12H2O (2.5) 3CaO.Al2O3 + 12H2O+ 2Ca(OH)2 = 6CaO.Al2O3.Ca(OH)2.12H2O (2.6) 3CaO.Al2O3 + 10H2O + CaSO4.2H2O = 3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O (2.7) Sự thủy hóa của hai loại Calcium Silicate tạo ra các hợp chất mới là vôi và tobermorite gel, cơ bản các phản ứng như sau: CaS + H2O => C3S2Hx ( hydrated gel) + Ca(OH)2 (2.8) Ca(OH)2 => Ca++ + 2(OH)¯ (2.9) (Ca++) + 2(OH)¯ + SiO2 = > CSH (2.10) (Ca++) + 2(OH)¯+ AL2O3 => CAH (2.11) Đối với vật liệu cát đỏ có hàm lượng SiO2 tương đối cao (89% ÷ 91%) khi thực hiện các phản ứng hóa học đẩy nhanh quá trình phản ứng, trao đổi các ion và tăng khả năng về cường độ với các loại cát khác có hàm lượng SiO2 thấp hơn thông qua các phản ứng (2.3), (2.4) tạo ra hợp chất 3CaO.SiO2.3H2O và 3CaO.SiO2.3H2 dạng tinh thể sợi bền vững. 2.5. Nghiên cứu hình thành cƣờng độ đất gia cố xi măng kết hợp tro bay Khi có thêm hàm lượng tro bay, ngoài cơ chế hình thành cường độ như trên sẽ có xảy ra một số phản ứng khác. Khả năng hút cơ học phụ thuộc vào độ rỗng của đất, các hạt có đường kính lớn hơn đường kính lỗ rỗng bị giữ lại, khi bổ sung các hạt mịn tro bay có đường kính cỡ hạt từ (1÷100) µm sẽ làm giảm độ rỗng trong hỗn hợp đất nhất là đối với các hạt đất mịn hơn. Quá trình phản ứng hóa - lý làm thay đổi tính chất hóa học, vật lý và cơ học của đất, khi đó đất trao đổi các ion Ca2+, Ma2+, Na+, K+, OH-, CO32-, SO42-… Quá trình thủy hóa, đóng rắn các khoáng clanhke tạo ra các tinh thể CaO.SiO2.H2O và 3Ca(OH)2 vững chắc, cường độ tăng lên theo thời gian. Tro bay nghiên cứu trong Luận án là tro bay Vĩnh Tân, là loại tro bay loại F, có các hàm lượng SiO2 khoảng 51,4%, Al2O3 khoảng 24,5%, Fe2O3 khoảng 12,5% (tổng lượng SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 là 88,4% >70% (ứng với cho bay loại F)). Tro bay Vĩnh Tân có cấu trúc là các hạt hình cầu, khi được sử dụng trong hỗn hợp vật liệu, có tác dụng làm giảm ma sát giữa các hạt cốt liệu trong hỗn hợp, giúp cho hỗn hợp vật liệu có tính công tác cao. - Một số khuyến cáo theo các tiêu chuẩn đối với yêu cầu của xi măng đối với vật liệu gia cố: như đất gia cố xi măng TCVN 10379:2014 [9], tỉ lệ xi măng từ 5% đến 12%; cát gia cố xi măng TCVN 10186:2014 [10], tỉ lệ xi măng từ 6% đến 12%, theo TCVN 6260:2009 [20] xi măng pooc lăng hỗn hợp thì tổng lượng phụ gia khoáng trong xi măng pooc lăng hỗn hợp (tính theo khối lượng xi măng) không lớn hơn 40%, và đối với phụ gia đầy không quá 20%. Theo một số nghiên [45] cứu tỉ lệ xi măng có ý nghĩa sử dụng gia cố từ 5-10%. Trong Luận án này, việc nghiên cứu gia cố không chỉ có thành phần cát với xi măng mà còn có thêm thành phần tro bay như phân tích trên đây (có thể vừa đóng vai trò chất kết dính, có thể vừa đóng vai trò là vi cốt liệu), để mục tiêu nghiên cứu chế tạo được hỗn hợp vật liệu đáp ứng yêu cầu cường độ và khuyến cáo về tỉ lệ xi măng trong các tiêu chuẩn TCVN
6 10379:2014 [9], TCVN 10186:2014 [10], [19], luận án nghiên cứu đề xuất lựa chọn tỉ lệ xi măng gia cố trong hỗn hợp cao hơn mức tối thiểu và thấp hơn mức tối đa, cụ thể lần lượt là 6%, 8% và 10%. 2.6. Nguyên tắc hình thành cƣờng độ và thiết kế cấp phối bê tông hạt nhỏ Chế tạo bê tông hạt nhỏ có sử dụng tro bay Vĩnh Tân để thay thế một phần xi măng, cơ chế hình thành cường độ thông qua các phản ứng hóa học thủy hóa (hydrat hóa) và pozzolanic tạo ra các calcium silicate hydrate C-S-H gel, C-A-H gel hình thành cường độ vững chắc. Luận án nghiên cứu lý các thuyết của Abrams (1918) và một số nghiên cứu khác [34], [44], [45], [68], [69], lựa chọn tỉ lệ N/CKD là 0,37 và thay đổi thành phần cốt liệu cát đỏ, cát nghiền, tro bay trong thiết kế thành phần bê tông để thử nghiệm cường độ của hỗn hợp chế tạo. 2.7. Một số chỉ tiêu và yêu cầu đối với cấp phối, đất, cát gia cố bằng chất kết dính vô cơ và bê tông xi măng trong thiết kế móng đƣờng - Một số yêu cầu kỹ thuật so sánh đánh giá: so sánh đánh giá và kiểm toán kết cấu đối với vật liệu thực nghiệm trong phòng về khả năng chịu lực đáp ứng yêu cầu làm móng và mặt đường GTNT, nghiên cứu có thống kê, phân tích sử dụng các tiêu chuẩn, quy định như Yêu cầu đối với đất gia cố chất kết dính vô cơ TCVN 10379:2014 [9], Yêu cầu đối với cát gia cố xi măng TCVN 10186: 2014 [10], Yêu cầu đối với cấp phối đá dăm và cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng TCVN 8858 : 2011[18], Quyết định 3230/QĐ-BGTVT [3], Quyết định 1951/QĐ-BGTVT [4], Tiêu chuẩn thiết kế áo đường cứng đường ô tô (22TCN 223-95)[7], Yêu cầu đường GTNT-TCVN10380:2014 [8], Tiêu chuẩn châu Âu [60]. 2.8. Kết luận chƣơng 2 - Đã nghiên cứu cơ sở lý thuyết về độ chặt theo các lý thuyết cấp phối của các tác giả Fuller, Talbot, Weymouth, N.N.Ivanov làm cơ sở nghiên cứu cấp phối hỗn hợp vật liệu thực nghiệm tại chương 3 theo lý thuyết của Fuller. - Đã nghiên cơ sở lý thuyết, khoa học về sự hình thành cường độ vật liệu gia cố như đất gia cố vôi, xi măng, nghiên cứu cơ sở và cơ chế hình thành cường độ của vật liệu đất gia cố xi măng kết hợp với tro bay thông qua việc giải thích các phản ứng hóa – lý, trao đổi ion, thủy hóa, đóng rắn và cho thấy rằng hoàn toàn có thể sử dụng tro bay với một hàm lượng thích hợp để gia cố đất nhằm tăng cường độ, giảm tính thấm, trương nở và co ngót. Trên cơ sở các lý thuyết nghiên cứu, khuyến cáo trong các tiêu chuẩn về vật liệu gia cố chất vô cơ và kết quả thực nghiệm của một số tác giả, nghiên cứu đề xuất tỉ lệ hàm lượng xi măng trong các thực nghiệm hỗn hợp vật liệu gia cố có sự tham gia của cát đỏ và tro bay 6%, 8% và 10%. - Đã nghiên cứu nguyên tắc hình thành cường độ, thiết kế cấp phối bê tông theo nguyên tắc cơ học đất và nguyên lý bê tông và chỉ ra tỉ lệ N/CKD là chỉ tiêu quan trọng trong thiết kế thành phần bê tông và đề xuất tỉ lệ N/CKD trong các thực nghiệm bê tông hạt nhỏ trong hỗn hợp cát đỏ, cát nghiền, tro bay và xi măng. - Đã nghiên cứu quy định kĩ thuật các chỉ tiêu tối thiểu quy định về cường độ Rn, Rech, Edh đối với các lớp kết cấu (lớp móng, mặt) dùng cho đường ô tô nói chung và đường GTNT nói riêng, qua đó làm cơ sở so sánh đối chiếu với các kết quả thực nghiệm vật liệu gia cố cũng như bê tông hạt nhỏ sử dụng cát đỏ, tro bay, xi măng làm lớp móng, mặt đường GTNT khu vực duyên hải Nam Trung Bộ cũng như khu vực tỉnh Bình Thuận.
7 CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHÒNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƢƠNG LÀM MÓNG VÀ MẶT ĐƢỜNG GTNT 3.1. Các vật liệu thực nghiệm - Cát đỏ: Cát đỏ lấy từ các đồi cát (đụn cát) tại Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận. Hình 3. 1 Hình ảnh cát đỏ đƣợc thu thập để thực nghiệm - Kết quả thực nghiệm một số chỉ tiêu như bảng sau: Bảng 3. 1 Một số chỉ tiêu của cát đỏ Bình Thuận STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Giá trị 1 Khối lượng riêng g/cm3 2,57 2 Độ ẩm % 0,41 3 Độ hút nước % 2,761 4 Khối lượng thể tích khô g/cm3 2,464 5 Khối lượng thể tích bão hòa nước g/cm3 2,482 6 Khối lượng thể tích lèn chặt tự nhiên g/cm3 1,490 7 Khối lượng thể tích lèn chặt hoàn toàn khô g/cm3 1,529 8 Độ rỗng % 41 9 Quartz- SiO2 % 89 - 91 10 Felspat- K0,5Na0,5AlSi3O8 % ≤1 11 Illit - KAl2[AlSi3O10](OH)2 % ≤1 12 Kaolinit + Clorit % 5-7 13 Gơtit - Fe2O3 % 1–2 14 Hàm lượng sét % < 0,07 - Đánh giá: Cát đỏ khu vực Bình Thuận là loại cát mịn (Mk = 0,963 < 2), đảm bảo độ sạch, có các thành phần hóa học phù hợp để thực hiện các giải pháp gia cố với xi măng, tro bay cũng như có thể phối trộn với loại cát khác dùng để chế tạo vật liệu làm móng, mặt đường nói chung, mặt đường GTNT nói riêng. - Tro bay: Tro bay sử dụng thí nghiệm là tro bay Vĩnh Tân có một số chỉ số như MKN 4%, SiO2 51,4%, Fe2O3 12,5%, Al2O3 24,5%, CaO 0,66%, SO3 0,4%... So với tro bay của một số nhà máy nhiệt điện khác, tro bay Vĩnh Tân có hàm lượng tương tự tro bay Vũng Áng, hàm lượng SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 cao hơn các tro bay khác (ứng với tro bay loại F), hàm lượng SO3 và MKN của tro bay Vĩnh Tân lại thấp hơn, do đó có thể thấy tro bay Vĩnh Tân có lợi thế hơn so với các tro bay khác, ít bị tác động ăn mòn (do hàm lượng SO3 thấp) và cường độ vật liệu cao hơn do hàm lượng SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 cao, cũng như có thể sử dụng trực tiếp chế tạo vật liệu gia cố cũng chế tạo bê tông do có hàm lượng MKN thấp (4%). - Xi măng: là loại PC40 VICEM Bút Sơn - Cát nghiền: lấy từ mỏ khu vực Hàm Đức, huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình
8 Thuận, có một số chỉ tiêu như bảng sau: Bảng 3. 2 Tính chất cơ lý của cát nghiền Biểu đồ 3. 1 Thành phần hạt của cát nghiền TT Chỉ tiêu Đơn vị Kết quả 1 Khối lượng riêng g/cm3 2,69 3 2 Khối lượng thể tích khô g/cm Lượng sót tích lũy (%) 2,651 Khối lượng thể tích bão 3 g/cm3 2,662 hòa nước 4 Độ hút nước % 2,541 Khối lượng thể tích lèn 5 g/cm3 1,642 chặt tự nhiên Cỡ sàng Khối lượng thể tích lèn (mm) 6 g/cm3 1,601 chặt hoàn toàn khô 7 Độ ẩm % 1,01 Cát đảm bảo độ sạch, thành phần phù hợp thực hiện các giải pháp gia cố với xi măng, tro bay chế tạo vật liệu gia cố, bê tông làm móng, mặt đường GTNT; nhằm giảm lượng nước, thuận lợi chế tạo mẫu, thi công, sử dụng phụ gia Roadcon – SPR3000, là phụ gia dẻo, kéo dài thời gian thủy hóa của xi măng, ninh kết bê tông, không chứa clorua, phù hợp các tiêu chuẩn ASTM, Việt Nam. 3.2. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng cát đỏ Bình Thuận gia cố xi măng và tro bay Vĩnh Tân - Kế hoạch, phương pháp thực nghiệm: Chế bị mẫu thử theo TCVN10186- 2014 [10]; Xác định Rn theo ASTM D1633 [57]; Xác định Rech theo TCVN 8862:2011 [19]; Xác định E theo TCVN 5276:1993 [30]. Trên cơ sở nghiên cứu cơ sở lý thuyết hình thành cường độ, tỉ lệ XM khuyến cáo trong [9], [10], [18] và kết quả nghiên cứu của một số tác giả phân tích tại Chương 2, thực nghiệm với tỉ lệ cát đỏ/tro bay 90%/10%, 95%/5%, 100%/0% ứng với các tỉ lệ xi măng 6%, 8%, 10%. - Trình tự thực nghiệm: thực hiện theo đúng trình tự lấy mẫu vật liệu, chế tạo, bảo dưỡng, thí nghiệm, xử lý phân tích và đánh giá kết quả, kết luận. Hình 3. 2 Máy trộn cƣ ng bức, khuôn, đúc mẫu Hình 3. 3 Thí nghiệm cƣờng độ chịu nén, ép chẻ, mô đun đàn hồi
9 - Thực hiện và kết quả thực nghiệm: xác định các chỉ tiêu cường độ Rn, Rech, kiến nghị sử dụng vật liệu làm lớp móng, mặt đường GTNT. - Tỉ lệ cát đỏ, tro bay và xi măng (XM): + 100% cát đỏ + 0% tro bay và tỉ lệ xi măng: 6%, 8%, 10% + 95% cát đỏ + 5% tro bay và tỉ lệ xi măng: 6%, 8%, 10% + 90% cát đỏ + 10% tro bay và tỉ lệ xi măng: 6%, 8%, 10% - Tuổi mẫu: có 3 loại tuổi thực nghiệm 7, 14, 28 ngày - Kết quả thực nghiệm: như bảng sau: Bảng 3. 3 Kết quả thí nghiệm cƣờng độ nén (Rn) Thành phần mẫu 6% XM 8% XM 10% XM Đơn vị Sau 7 ngày 100% cát đỏ 6,588 8,021 9,145 MPa 95% cát đỏ + 5% tro bay 6,919 8,023 9,826 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 6,003 7,022 8,707 MPa Sau 14 ngày 100% Cát đỏ 6,789 8,684 10,325 MPa 95% cát đỏ + 5% tro bay 7,891 9,827 11,049 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 6,125 7,956 10,025 MPa Sau 28 ngày 100% Cát đỏ 7,732 9,316 10,621 MPa 95% cát đỏ + 5% tro bay 8,638 9,737 11,519 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 7,676 8,877 10,870 MPa Bảng 3. 4 Kết quả thí nghiệm cƣờng độ chịu ép chẻ (Rech) Thành phần mẫu 6% XM 8% XM 10% XM Đơn vị Sau 7 ngày 100% cát đỏ 0,390 0,528 0,595 MPa 95% cát đỏ + 5% tro bay 0,401 0,531 0,597 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 0,340 0,440 0,538 MPa Sau 14 ngày 100% Cát đỏ 0,397 0,533 0,603 MPa 95% cát đỏ + 5% tro bay 0,405 0,534 0,606 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 0,346 0,448 0,544 MPa Sau 28 ngày 100% Cát đỏ 0,451 0,635 0,742 MPa 95% cát đỏ + 5% tro bay 0,499 0,702 0,781 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 0,446 0,627 0,722 MPa Bảng 3. 5 Kết quả thí nghiệm mô đun đàn hồi Mẫu 6% XM 8% XM 10% XM Đơn vị Sau 7 ngày 100% cát đỏ 882 922 969 MPa 95% cát đỏ + 5% tro bay 915 961 1,010 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 875 906 946 MPa Sau 14 ngày
10 Mẫu 6% XM 8% XM 10% XM Đơn vị 100% Cát đỏ 905 946 994 MPa 95% cát đỏ + 5% tro bay 933 980 1,030 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 896 927 969 MPa Sau 28 ngày 100% Cát đỏ 972 1,021 1,074 MPa 95% cát đỏ + 5% tro bay 1,015 1,066 1,120 MPa 90% cát đỏ + 10% tro bay 944 977 1,021 MPa - Phân tích, đánh giá, nhận xét các kết quả thực nghiệm: Sử dụng phần mềm Minitab 19 phân tích kết quả thí nghiệm, với các tổ hợp tổng quát: 3 độ tuổi mẫu (7 ngày, 14 ngày, 28 ngày), 3 tỉ lệ xi măng (6%, 8%, 10%), 3 tỉ lệ tro bay/cát đỏ (0%/100%, 5%/95%, 10%/90%), kết quả phân tích như sau: + Đánh giá số mẫu trong tổ mẫu: Kết quả thí nghiệm được đánh giá độ chụm theo các tiêu chuẩn tương ứng, số mẫu với tiêu chuẩn t-test, tần số (power) =0,75 (hệ số  tính toán bằng 0,25) và mức ý nghĩa =0,05, phát hiện mức sai lệch ±3.0σ với tần số thực (Actual power) tính toán được là 0,9 ở mức ý nghĩa =0,05, không có giá trị ngoại lai (sai số thô) và đảm bảo độ chụm. + Phân tích thống kê Rn: các biến số và tổ hợp có ý nghĩa thống kê. Biểu đồ 3. 3 Biểu đồ phần dư phân tích Biểu đồ 3. 3 Biểu đồ Pareto các yếu tố thống kê Rn ảnh hưởng đến Rn Biểu đồ phần dư cho thấy phần dư tuân theo quy luật phân bố chuẩn, các giá trị ngẫu nhiên, không theo quy luật và phân bố đều hai bên qua đường “0” như vậy thỏa mãn các điều kiện áp dụng phương pháp thống kê thực nghiệm. Biểu đồ Pareto cho thấy tất cả các biến và tương tác giữa các biến (tích các biến) đều ảnh hưởng đến Rn có ý nghĩa thống kê vì các biểu đồ đều cắt đường thẳng đứng. Biểu đồ 3. 4 Ảnh hưởng tương tác các yếu tố đến Rn
11 - Ảnh hưởng của tỉ lệ cát đỏ/ tro bay: Khi tỉ lệ cát đỏ tăng từ 90% đến 95%, ứng với tỉ lệ tro bay giảm từ 10% xuống 5% thì Rn tăng lên, tuy nhiên khi tỉ lệ cát đỏ tăng từ 95% đến 100% tương ứng với tỉ lệ tro bay từ 5% về 0% thì cường độ nén giảm đi, như vậy ảnh hưởng của tỉ lệ cát đỏ đến cường độ nén dạng bậc 2. Khi điều chỉnh lượng tro bay đến mức trên dưới 5%, lúc này một lượng tro bay đóng vai trò như xi măng, đẩy nhanh phản ứng thủy hóa tạo ra hợp chất CaO.SiO2 ngậm nước và C-S-H có cấu trúc dạng sợi làm tăng độ rắn chắc của hỗn hợp vật liệu, tuy nhiên khi tăng hàm lượng tro bay lên đến 10% và cao hơn cộng với lượng xi măng đã có trong vật liệu gia cố dẫn đến thừa hàm lượng chất độn (tại thời điểm này lượng tro bay đóng vai trò chất độn), ngoài ra đặc điểm tro bay có cầu trúc dạng hình cầu, không thấm nước, các tinh thể dễ dàng trượt lên nhau có thể là nguyên nhân làm giảm cường độ hỗn hợp vật liệu, điều này lý giải về việc cường độ tăng lên khi tỉ lệ tro bay trong khoảng 5% đến dưới 10% và giảm xuống khi tăng trên 10%. - Ảnh hưởng của tỉ lệ xi măng: Khi tỉ lệ xi măng tăng thì cường độ nén tăng lên; tốc độ tăng với các tỉ lệ từ 6% đến 8% và từ 8% đến 10% gần như tương đương nhau (thể hiện các đoạn thẳng có độ dốc như nhau). Lý giải việc cường độ hỗn hợp tăng là do có các phản ứng thủy hóa xi măng tại các lỗ rỗng cũng như thủy hóa Calcium Silicate, trao đổi ion Ca++ của xi măng làm giảm bề dày của lớp khuyếch tán, các hạt cốt liệu liên kết chặt lại với nhau hình thành cường độ vững chắc, tỉ lệ xi măng càng cao (theo khuyến cáo trong khoảng thí nghiệm đến 10%) thì khả năng phản ứng và trao đổi ion diễn ra càng nhanh, càng mạnh dẫn đến cường độ của hỗn hợp vật liệu tăng lên theo hàm lượng tăng của xi măng. Với giá trị cường độ chịu nén cao hơn 7 MPa ở tỷ lệ xi măng 6% cho thấy, đối với đường giao thông nông thôn khi gia cố làm lớp móng mặt đường, có thể sử dụng tỉ lệ gia cố xi măng ở mức tỉ lệ này vừa đảm bảo các yếu tố kỹ thuật, đảm bảo yếu tố và kinh tế. - Ảnh hưởng của độ tuổi: cường độ nén tăng lên theo ngày tuổi, cơ bản tốc độ tăng cường độ nén ở các giai đoạn từ 7 đến 14 ngày tuổi và từ 14 đến 28 ngày tuổi gần như tương đương nhau (giai đoạn sau tốc độ tăng chỉ thấp hơn một chút). Biểu đồ 3. 5 Biểu đồ cƣờng độ nén (Rn) ở mức tin cậy 95% Thiết lập phương trình hồi quy bậc 2 quan hệ giữa Rn với tỉ lệ cát đỏ, xi măng và độ tuổi (3.1) như sau: Rn = (-324.3 + 0.5030 T + 6.752 CĐ + 0.7785 X - 0.004201 T*T (3.1) - 0.03505 CĐ*CĐ - 0.002909 T*CĐ)
12 Trong đó: Rn: Cường độ chịu nén, MPa; T: Tuổi của mẫu, ngày; CĐ: Tỉ lệ Cát đỏ, %; X: Tỉ lệ Xi măng, %. - Kết quả phân tích các hệ số điều chỉnh R2đc=97,09%, đảm bảo độ tin cậy, tất cả các biến và tổ hợp có hệ số p-value
13 việc đoạn thẳng trong giai đoạn này có độ dốc lớn so với giai đoạn tuổi trước. Biểu đồ 3. 7 Biểu đồ cƣờng độ ép chẻ 95% CI Thiết lập phương trình hồi quy bậc 2 quan hệ giữa Rech với tỉ lệ cát đỏ, xi măng và độ tuổi như sau: Rech= -16.88 + 0.00976 T + 0.3411 CĐ + 0.1627 X + 0.000409 T*T (3.2) - 0.001747 CĐ*CĐ - 0.00768 X*X - 0.000273 T*CĐ + 0.001054 T*X Trong đó: Rech: Cường độ ép chẻ, Mpa; T: Tuổi của mẫu, ngày; CĐ: Tỉ lệ Cát đỏ, %; X: Tỉ lệ Xi măng, %. - Kết quả phân tích hệ số xác định điều chỉnh R2đc=97,90%, đảm bảo độ tin cậy, tất cả các biến và tổ hợp đều có hệ số p-value
14 Hình 3. 5 Thiết bị thí xác định cƣờng độ chịu kéo khi uốn Hình 3. 6 Thiết bị thí xác định mô đun đàn hồi * Một số hình ảnh thí nghiệm Hình 3. 7 Chế tạo mẫu thí nghiệm Hình 3. 8 Mẫu trƣớc và sau khi thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu nén Hình 3. 9 Mẫu trƣớc và sau thí nghiệm xác định cƣờng độ chịu kéo khi uốn Bảng 3. 6 Kết quả mô đun đàn hồi sau khi thí nghiệm (MPa) Cấp phối 70CN30CĐ 60CN40CĐ 50CN50CĐ 40CN60CĐ Giá trị Edh 29.759 25.767 24,015 23.007 Ghi chú: CN: cát nghiền, CĐ: cát đỏ Biểu đồ 3. 8 Mô đun đàn hồi theo các cấp phối khác nhau
15 Bảng 3. 7 Kết quả cƣờng độ chịu nén (MPa) Tuổi / 70CN30CĐ 60CN40CĐ 50CN50CĐ 40CN60CĐ cấp phối 3 ngày 24,807 20,519 20,057 16,327 7 ngày 32,960 28,890 28,510 20,030 14 ngày 37,444 32,538 32,187 28,688 28 ngày 42,560 37,110 36,800 35,720 Biểu đồ 3. 9 Cƣờng độ chịu nén các cấp phối ở các tuổi 3, 7, 14, 28 ngày Bảng 3. 8 Kết quả cƣờng độ chịu kéo khi ép chẻ (MPa) Tuổi / 70CN30CĐ 60CN40CĐ 50CN50CĐ 40CN60CĐ cấp phối 3 ngày 2,797 2,817 2,258 1,980 7 ngày 3,150 2,910 2,570 2,240 14 ngày 3,896 3,663 3,275 2,993 28 ngày 4,510 4,220 3,850 3,590 Biểu đồ 3. 40 Cƣờng độ ép chẻ các cấp phối ở các tuổi 3, 7, 14, 28 ngày * Kết quả cƣờng độ kéo uốn (MPa) Cấp phối 70CN30CĐ 60CN40CĐ 50CN50CĐ 40CN60CĐ Rku 7,70 7,27 7,01 5,18
16 Biểu đồ 3. 51 Cƣờng độ kéo uốn các cấp phối 28 ngày tuổi - Phân tích, đánh giá, nhận xét các kết quả thực nghiệm: Sử dụng phần mềm Minitab 19 đánh giá số mẫu với tiêu chuẩn t-test, power=0,75 (hệ số  bằng 1-0,75=0,25), mức ý nghĩa =0,05. Kết quả đủ độ tin cậy của kết quả thí nghiệm, thực hiện với 3 mẫu/tổ mẫu, phát hiện mức sai lệch ±3,0σ với power tính toán được là 0,75 ở mức ý nghĩa =0,05. Kết quả cho thấy không có giá trị ngoại lai (sai số thô) trong tập kết quả thí nghiệm và đảm bảo độ chụm. + Phân tích cường độ nén: các biến số và tổ hợp có ý nghĩa thống kê Biểu đồ 3. 7 Biểu đồ phần dư phân Biểu đồ 3. 7 Biểu đồ Pareto các yếu tố tích thống kê Rn ảnh hưởng đến Rn Phần dư tuân theo quy luật phân bố chuẩn, các giá trị ngẫu nhiên, không theo quy luật và phân bố đều hai bên qua đường “0” như vậy thỏa mãn các điều kiện áp dụng phương pháp thống kê thực nghiệm. Biểu đồ Pareto cho thấy tất cả các biến và tương tác giữa các biến (tích các biến) đều ảnh hưởng đến Rn có ý nghĩa thống kê vì các biểu đồ đều cắt đường thẳng đứng. Biểu đồ 3. 84 Biểu đồ ảnh hƣởng các yếu tố chính đến Rn - Ảnh hưởng tỉ lệ cát nghiền/cát đỏ: tỉ lệ cát nghiền giảm đi, cát đỏ tăng lên thì cường độ Rn giảm đi, tuy nhiên tốc độ giảm không giống nhau thể hiện hàm xu hướng ở đây không phải là hàm tuyến tính; khi tỉ lệ cát đỏ tăng từ 30% đến 40% (tương ứng tỉ lệ cát nghiền giảm từ 70% xuống 60%) thì cường độ Rn giảm nhanh, tuy nhiên khi tỉ lệ cát đỏ tăng từ 40% đến 50% (tương ứng tỉ lệ cát nghiền giảm từ
17 60% xuống 50%) thì tốc độ giảm cường độ Rn chậm lại, đến khi tỉ lệ cát đỏ tăng từ 50% đến 60% (tương ứng tỉ lệ cát nghiền giảm từ 50% xuống 40%) tốc đốc giảm của Rn lại tăng lên thể hiện độ dốc của các đoạn thẳng thay đổi ở biểu đồ trên. Lý giải về việc cường độ tăng lên khi tỉ lệ cát đỏ giảm đi cho thấy rằng khi có sự gia tăng của tỉ lệ cát nghiền là loại cát thô, có độ cứng và độ thô ráp lớn hơn đã bổ sung cho lớp cát đỏ là cát mịn mất đi, cấu trúc của hỗn hợp có độ vững chắc hơn, dẫn đến cường độ của hỗn hợp bê tông được cải thiện. Một nguyên nhân khác là cường độ bê tông phụ thuộc vào tỉ lệ N/CKD, khi tỉ lệ này giảm thì cường độ bê tông tăng lên, tuy nhiên khi giảm lượng cát đỏ (cát mịn, ưa nước), đòi hỏi hàm lượng nước trong tổng thể hỗn hợp giảm đi dẫn đến cường độ của bê tông được cải thiện tăng lên. - Ảnh hưởng của độ tuổi: cường độ Rn tăng lên theo ngày tuổi, tốc độ tăng cường độ Rn từ 3 ngày tuổi đến 28 ngày tuổi cơ bản gần tương đương nhau, tuy nhiên có xu hướng giảm dần khi gần đến các ngày tuổi thứ 28. Biểu đồ 3. 95 Biểu đồ cƣờng độ nén Rn 95% CI Thiết lập phương trình hồi quy bậc 2 quan hệ giữa Rn với tỉ lệ cát đỏ/cát nghiền và độ tuổi như sau: Rn = 29.05 - 0.2815 CĐ + 1.654 T - 0.03157 T*T (3.4) Trong đó: Rn: cường độ chịu nén, MPa; CĐ: tỉ lệ Cát đỏ, %; T: tuổi của mẫu, ngày Kết quả phân tích hệ số R2đc=94,55%, phương trình hồi quy đảm bảo độ tin cậy, tất cả các biến, tổ hợp đều có hệ số p-value
18 Thiết lập phương trình hồi quy bậc 2 quan hệ giữa R ech với tỉ lệ cát đỏ (tương ứng với tỉ lệ cát nghiền) và độ tuổi như sau: Rech = 3.448 - 0.03068 CĐ + 0.1196 T - 0.001744 T*T (3.5) Trong đó: Rech: cường độ ép chẻ, MPa; CĐ: tỉ lệ Cát đỏ, %; T: tuổi mẫu, ngày Kết quả phân tích hệ số R2đc=95,81%, phương trình hồi quy đảm bảo độ tin cậy, tất cả các biến và tổ hợp đều có hệ số p-value