Nghiên cứu đánh giá khả năng ứng dụng bê tông geopolymer tro bay sử dụng cát biển cho tấm mặt đường giao thông nông thôn trong điều kiện Việt Nam. Kết quả cho thấy vật liệu có tiềm năng áp dụng cho đường giao thông nông thôn và đường cấp thấp tại khu vực ven biển, hải đảo. Tuy nhiên, trước khi áp dụng đại trà cần kiểm chứng thêm bằng thử nghiệm tấm nguyên kích thước, tải trọng lặp và độ bền trong môi trường biển.
Nghiên cứu đánh giá khả năng ứng dụng bê tông geopolymer tro bay sử dụng cát biển
Nhu cầu cát làm cốt liệu cho bê tông và xây dựng hạ tầng giao thông tại Việt Nam ngày càng tăng, trong khi nguồn cát sông có xu hướng khan hiếm và việc khai thác quá mức gây nhiều tác động bất lợi đến lòng dẫn và môi trường. Tại các khu vực ven biển và hải đảo, chi phí vận chuyển vật liệu từ đất liền còn làm tăng đáng kể giá thành xây dựng. Vì vậy, khai thác hợp lý nguồn cát biển địa phương kết hợp sử dụng tro bay là một hướng tiếp cận có ý nghĩa về tài nguyên và môi trường.
Bê tông geopolymer tro bay sử dụng chất kết dính aluminosilicat hoạt hóa kiềm thay cho xi măng Portland. Nhiều nghiên cứu cho thấy loại vật liệu này có thể đạt cường độ cao, phát triển cường độ sớm tốt khi bảo dưỡng nhiệt và có tiềm năng kháng một số tác nhân xâm thực [1-4]. Tuy nhiên, cát biển có thành phần hạt, hàm lượng muối và tạp chất thay đổi theo vị trí khai thác, do đó khả năng sử dụng cần được đánh giá bằng nguồn vật liệu cụ thể.
Bảo dưỡng nhiệt tạo thuận lợi cho quá trình geopolymer hóa nhưng làm hạn chế khả năng thi công đổ tại chỗ. Công nghệ đúc sẵn giải quyết được “điểm nghẽn” này vì hỗn hợp có thể được định lượng, tạo hình và bảo dưỡng trong điều kiện kiểm soát trước khi vận chuyển đến công trường. Đối với đường lưu lượng thấp, tấm lắp ghép còn có ưu điểm thi công nhanh, giảm công việc ướt tại hiện trường và dễ thay thế cục bộ khi hư hỏng.
Mục tiêu của nghiên cứu là: (i) Đánh giá các đặc trưng cơ học của bê tông geopolymer tro bay sử dụng hai nguồn cát biển Việt Nam; (ii) xác định phạm vi cấp phối phù hợp cho vật liệu mặt đường và (iii) đề xuất sơ bộ chiều dày tấm mặt đường lắp ghép cho đường cấp thấp và đường giao thông nông thôn. Phạm vi nghiên cứu giới hạn ở thí nghiệm vật liệu trong phòng và tính toán kết cấu; chưa bao gồm thử tải tấm nguyên kích thước và quan trắc đoạn đường thử nghiệm.
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Bê tông geopolymer tro bay sử dụng cát biển đã rửa tại Hải Hòa và Nam Ô có thể đạt cấp cường độ phù hợp với cấu kiện mặt đường đúc sẵn. GPT30 và GPT35 đạt cường độ nén đặc trưng 30,87 - 36,45 MPa ở 28 ngày; GPT40 không đạt đầy đủ mức cường độ thiết kế 40 MPa.
- Mẫu bê tông GPT35 có cường độ kéo uốn 4,27 - 4,38 MPa và mô-đun đàn hồi 25,08 - 26,00 GPa, là cấp phối phù hợp hơn cho tấm mặt đường có xe ô tô. Cường độ ở 7 và 14 ngày lần lượt đạt khoảng 80,75% và 96,89% cường độ 28 ngày, thuận lợi cho sản xuất đúc sẵn.
- Với tấm chữ nhật (0,5×1,0)m, chiều dày sơ bộ được đề xuất từ 20 - 24 cm cho đường cấp VI và từ 10 - 20 cm cho các cấp đường giao thông nông thôn, tùy cấp phối, lưu lượng xe và chiều dày lớp móng.
- Phạm vi áp dụng phù hợp trước mắt là đường giao thông nông thôn, đường nội bộ, sân bãi và các tuyến lưu lượng thấp tại khu vực ven biển, hải đảo. Các giá trị chiều dày phải được kiểm toán lại theo số liệu nền - móng, tải trọng và tiêu chuẩn hiện hành của từng dự án.
- Trước khi áp dụng đại trà, cần thử tải tấm nguyên kích thước và đoạn đường thử; đánh giá tải trọng lặp, truyền lực qua khe, mài mòn, co ngót, kháng clorua - sunfat và chu kỳ khô - ướt, đồng thời thực hiện phân tích chi phí và vòng đời môi trường.
Xem chi tiết Bài nghiên cứu TẠI ĐÂY:
Build.Data
