Thạc Sĩ Nghiên cứu thành phần, tính chất cơ học và khả năng ứng dụng bê tông cát để xây dựng đường ô tô ở Vi

Tóm tắt luận án tiến sĩ năm 2011
Đề tài: Nghiên cứu thành phần, tính chất cơ học và khả năng ứng dụng bê tông cát
Định dạng file word


MỞ ĐẦUTính cần thiết của Luận ánBê tông xi măng (BTXM) là vật liệu chính được sử dụng trong xây dựng hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Theo các tiêu chuẩn hiện hành [TCVN 7570:2006] cốt liệu sử dụng cho BTXM bao gồm hỗn hợp của cốt liệu lớn (đá dăm, sỏi) và cốt liệu nhỏ (cát), trong đó loại cát được sử dụng phổ biến nhất có cỡ hạt từ 0.14 đến 5 mm và mô đun độ lớn từ 2.05 đến 3.25. Các loại cát mịn không thỏa mãn yêu cầu trên vẫn chưa được sử dụng cho các loại BTXM kết cấu.
Bê tông cát là một loại BTXM trong đó hỗn hợp cốt liệu sử dụng bao gồm cát (cỡ hạt lớn nhất danh định, D[SUB]max[/SUB], bằng 5 mm) và bột khoáng mịn. Như vậy, so với BTXM thường thì đá dăm hoặc sỏi không được sử dụng. Đồng thời, bột mịn được bổ sung nhằm dịch chuyển dải cấp phối cốt liệu, qua đó tăng cường độ đặc cho hỗn hợp cốt liệu. Với đặc điểm hỗn hợp cốt liệu như trên, bê tông cát dễ đảm bảo tính đồng nhất khi nhào trộn, dễ tạo hình và đầm chặt khi thi công, qua đó góp phần giảm thiểu năng lượng cần thiết trong dây chuyền công nghệ thi công. Tuy nhiên, bê tông cát cũng như một số loại bê tông đặc biệt khác chưa được nghiên cứu áp dụng. Vì vậy, việc nghiên cứu và từng bước áp dụng loại bê tông này thay thế một phần BTXM thường nhằm tận dụng nguồn tài nguyên cát khá phong phú ở Việt Nam là cần thiết.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứuĐối tượng nghiên cứu của Luận án là bê tông cát. Phạm vi nghiên cứu của Luận án bao gồm nghiên cứu đề xuất cấp phối hỗn hợp cốt liệu sử dụng cho bê tông cát; nghiên cứu một số tính chất cơ học chủ yếu của bê tông cát; và đề xuất khả năng ứng dụng bê tông cát làm kết cấu mặt đường ở một số vùng giàu cát ở Việt Nam.
Phương pháp nghiên cứu Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm. Nghiên cứu lý thuyết dựa trên cơ sở khoa học của các nghiên cứu cùng lĩnh vực đã được công bố trên thế giới và ở Việt Nam. Nghiên cứu thực nghiệm được tiến hành trên các mẫu thử ở trong phòng thí nghiệm dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành. Kết quả thí nghiệm trong phòng được xử lý thống kê và quy hoạch thực nghiệm nhằm đảm bảo độ tin cậy cần thiết.
Nội dung nghiên cứu· Tổng quan về nghiên cứu và ứng dụng bê tông cát trên thế giới và ở Việt Nam.
· Nghiên cứu vật liệu chế tạo bê tông cát, đề xuất cấp phối cốt liệu cho bê tông cát dựa trên cơ sở lý thuyết về độ đặc.
· Nghiên cứu thiết kế thành phần bê tông cát dựa trên cường độ yêu cầu của bê tông và lý thuyết về độ tin cậy. Lập phần mềm thiết kế thành phần bê tông cát dựa trên nguyên tắc chèn đầy khung cốt liệu và cường độ yêu cầu của bê tông cát.
· Nghiên cứu một số tính chất cơ học đặc trưng của bê tông cát sử dụng trong tính toán và thi công kết cấu đường ôtô: cường độ chịu nén, cường độ chịu kéo khi uốn, cường độ chịu ép chẻ, mô đun đàn hồi, khả năng chống mài mòn.
· Đề xuất một số kết cấu đường ôtô bằng bê tông cát, sử dụng cho các vùng nhiều cát và hiếm đá dăm.
Ý nghĩa khoa học và những đóng góp, đề xuất mới của luận án Các kết quả nghiên cứu về thành phần các tính chất của bê tông cát trên cơ sở vật liệu Việt Nam đã chứng minh tính khả thi của bê tông cát để làm đường ôtô. Bê tông cát có cường độ đặc trưng từ 30 đến 40 MPa còn có thể sử dụng trong công trình xây dựng dân dụng và thủy lợi.
Nội dung Luận án là những gợi ý, tài liệu tham khảo cho các kỹ sư xây dựng khi áp dụng vật liệu này vào xây dựng cơ sở hạ tầng.
Nghiên cứu cấp phối cốt liệu cho bê tông cát dựa trên lý thuyết Fuller. Trong nghiên cứu, phần mềm tính toán thành phần bê tông cát đã được lập dựa trên nguyên lý tính toán độ đặc và cường độ yêu cầu.
Nghiên cứu thực nghiệm các giá trị đặc trưng về cường độ, mô đun đàn hồi, hệ số poát xông đã được xác định, để từ đó đề xuất trong tính toán kết cấu mặt đường.
Sử dụng cát thô và cát mịn làm cốt liệu cho bê tông cát tạo ra khả năng tận dụng được cát mịn ở các địa phương, không sử dụng đá dăm, hy vọng sẽ đem lại hiệu quả kinh tế và giảm thiểu mức độ khai thác đá nhằm bảo vệ môi sinh. Đây là một vấn đề có tính thời sự và cấp thiết hiện nay.
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ BÊ TÔNG CÁT
1.1 Khái niệm về bê tông cátBê tông cát là một loại đá nhân tạo nhận được sau khi tạo hình và làm rắn chắc một hỗn hợp hợp lý bao gồm: cát thô, cát mịn, chất độn mịn, xi măng, nước, một hoặc nhiều loại phụ gia [83],[85].