Xem mẫu
- Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học
NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỊU LỰC CỦA BÊ TÔNG CỐT TRẤU TRONG XÂY
DỰNG ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN
Bùi Linh Tâm*, Trần Thị Kim The, Huỳnh Thanh Long
Khoa Xây Dựng – Trường Đại học Xây dựng Miền Tây
*Tác giả liên hệ: builinhtam.ksxd@gmail.com
TÓM TẮT
Hiện nay, những loại kết cấu mặt đường cấp cao như bê tông nhựa, mặt đường đá dăm, bê
tông xi măng giá thành cao, phải thi công bằng cơ giới nên không phù hợp với điều kiện kinh
tế của một số địa phương trong việc xây dựng đường giao thông nông thôn. Vì vậy, việc
nghiên cứu tìm một loại kết cấu mặt đường với chi phí xây dựng thấp, thi công đơn giản và
tận dụng được nguồn vật liệu địa phương phù hợp trong xây dựng đường giao thông nông
thôn của nước ta hiện nay là một vấn đề cần thiết. Qua khảo sát cho thấy vỏ trấu có ưu thế
rất lớn về nguồn nguyên liệu và giá thành nên việc nghiên cứu sử dụng vỏ trấu làm vật liệu
xây dựng kết cấu mặt đường nông thôn sẽ mang lại hiệu quả cao và tiết kiệm chi phí trong
xây dựng.
Từ khóa: Bê tông vỏ trấu, đường giao thông nông thôn.
STUDY ON THE POSSIBILITY OF THE CONCRETE CONCRETE
IN THE RURAL TRAFFIC CONSTRUCTION
Bui Linh Tam*, Tran Thi Kim The, Huynh Thanh Long
Western Construction University
*Corresponding author: builinhtam.ksxd@gmail.com
ABSTRACT
At present, high grade pavements such as asphalt concrete, aggregate base and subbase,
high-costly cement concrete have to be mechanically fair and unsuitable to economic
conditions of some localities. in the construction of rural roads. Therefore, the research to
find a type of pavement structure with low construction costs, simple construction and make
use of local materials suitable for the construction of rural roads in our country today is a
necessary issue. Through the survey, rice hulls have a great advantage in terms of raw
materials and cost, so the research on the use of rice husk hulls for construction of rural
pavements will bring about high efficiency and cost savings in the construction.
Keywords: Rice husk concrete, rural roads.
TỔNG QUAN thành phần vỏ trấu như khả năng chịu nén,
Việc nghiên cứu sử dụng phế phẩm nông chịu uốn, khả năng ứng dụng trong xây dựng
nghiệp làm vật liệu xây dựng đã được nghiên đường giao thông nông thôn dành cho xe có
cứu khá phổ biến. Mặt khác, kết cấu hỗn hợp tải trọng phù hợp..
xi măng, cát, trấu cũng đã được một số địa
phương sử dụng làm sân hè, nền chuồng trại, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
lối đi. Tuy nhiên, việc ứng dụng kết cấu mới Trấu là lớp vỏ ngoài cùng của hạt lúa và
này trong xây dựng đường giao thông nông được tách ra trong quá trình xay xát. Trong
thôn vẫn chưa được quy định cụ thể trong vỏ trấu chứa khoảng 75% chất hữu cơ dễ bay
một tiêu chuẩn xây dựng cũng như chưa có hơi sẽ cháy trong quá trình đốt và khoảng
một cấp phối tốt nhất để xác định một số tính 25% còn lại chuyển thành tro (Theo Energy
chất cơ học, tuổi thọ của kết cấu một cách cụ Efficiency Guide for Industry in Asia). Các
thể, do đó nhóm nghiên cứu tiến hành làm thí chất hữu cơ chứa chủ yếu cellulose, lignin,
nghiệm trên các mẫu có sẵn tại một số địa và Hemi - cellulose (90%), ngoài ra có thêm
phương và hiệu chỉnh tỷ lệ thành phần cốt thành phần khác như hợp chất nitơ và vô cơ.
liệu, từ đó đưa ra cấp phối tối ưu nhất để xác Lignin chiếm khoảng 25-30% và cellulose
định các thông số kỹ thuật của bê tông có chiếm khoảng 35-40%. Các chất hữu cơ của
479
- Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học
trấu là các mạch polycarbohydrat rất dài nên Để nghiên cứu khả năng chịu lực về bê tông
hầu hết các loài sinh vật không thể sử dụng sử dụng cốt liệu vỏ trấu để tạo thành vật liệu
trực tiếp được. Chính điều này là yếu tố cơ sở xây dựng đường giao thông nông thôn, chúng
để có thể trộn vỏ trấu vào bê tông xi măng, tôi tiến hành khảo sát tiến hành khảo sát hiện
nhờ vào kích thước hạt cốt liệu nhỏ khi liên trạng mặt đường, tình hình sử dụng kết cấu
kết với các thành phần khác hạn chế được lỗ bê tông cốt trấu tại hiện trường các xã Tích
rỗng nên thành phần vỏ trấu cũng hạn chế Thiện, Lục Sĩ Thành, Phú Thành, huyện Trà
tiếp xúc với môi trường nên kết cấu bền chắc Ôn, Tỉnh Vĩnh Long sau đó thực hiện các thí
hơn. Tuy nhiên, việc ứng dụng kết cấu mới nghiệm như sau:
này trong xây dựng đường giao thông nông Thí nghiệm 1: Khoan lấy mẫu hiện trường,
thôn vẫn chưa được quy định cụ thể trong xử lý và nén mẫu
tiêu chuẩn xây dựng để xác định một số tính Thí nghiệm 2: Xử lý và sơ chế mẫu, đúc
chất cơ học, tuổi thọ của kết cấu một cách cụ mẫu tại phòng thí nghiệm, phối trộn vỏ trấu
thể, do đó nhóm nghiên cứu tiến hành thí với xi măng, cát và nước theo tỷ lệ cấp phối
nghiệm trên các mẫu lấy tại một số địa có sẵn tại các địa phương trong phạm vi đã
phương sau đó hiệu chỉnh tỷ lệ thành phần khảo sát dựa vào tiêu chuẩn TCVN 3105:
cốt liệu, từ đó đưa ra cấp phối tối ưu nhất để 1993 để tạo thành mẫu kết cấu bê tông cốt
xác định các thông số kỹ thuật của bê tông có trấu, sau đó hiệu chỉnh một số thành phần cốt
thành phần vỏ trấu như khả năng chịu nén, liệu để so sánh với mẫu hiện trường.
chịu uốn, khả năng ứng dụng trong xây dựng Thí nghiệm 3: Kiểm tra cường độ chịu nén
đường giao thông nông thôn. của kết cấu và so sánh các tính chất cơ lý, giá
Phương pháp phân tích, tính toán và đánh thành xây dựng của kết cấu mặt đường bê
giá khả năng chịu lực của kết cấu bê tông tông cốt trấu so với kết cấu mặt đường bê
cốt trấu trong xây dựng đường GTNT tông cốt thép.
Hình 1. Quá trình xử lý và nén mẫu tại phòng thí nghiệm trường ĐHXD Miền Tây.
Việc nghiên cứu được phối hợp bởi các thực tế của địa phương, từ đó đưa ra cấp phối
phương pháp thu thập dữ liệu, khảo sát thực có khả năng chịu lực và chi phí xây dựng phù
tế sau đó đúc các mẫu thí nghiệm với nhiều hợp nhất để đảm bảo tính khả thi của đề tài.
cấp phối khác nhau và tiến hành xác định các
tính chất cơ học của kết cấu, từ đó phân tích, KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
đánh giá khả năng chịu lực và so sánh chi phí Sau khi khảo sát và tiến hành xử lý mẫu
xây dựng của bê tông cốt trấu so với các kết khoan tại hiện trường, ta tiến hành nén mẫu
cấu mặt đường khác trong xây dựng đường để kiểm tra khả năng chịu nén của các mẫu
giao thông nông thôn, cũng như các điều kiện bê tông cốt trấu lấy tại địa phương, ta có kết
480
- Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học
quả tính toán cường độ chịu nén của kết cấu như sau:
Bảng 1. Cường độ các mẫu bê tông cốt trấu lấy tại ấp Cây Gòn, xã Tích Thiện, huyện Trà Ôn,
tỉnh Vĩnh Long
Tuổi mẫu Đường kính Chiều cao Giá trị lực Cường độ
Số hiệu
mẫu mẫu nén chịu nén
mẫu
(ngày) D (mm) H (mm) F (kN) (MPa)
1 2313 75 80 23,6 5,34
2 2313 75 85 17,2 3,89
3 2313 75 75 16,8 3,8
Cường độ chịu nén trung bình RTB 4.34
Nhận xét: Qua bảng kết quả trên ta thấy các tông cốt thép, kết quả thí nghiệm kiểm tra
mẫu nén lấy tại hiện trường có cường độ chịu khả năng chịu nén của mẫu đúc tại phòng thí
nén khá thấp so với kết cấu mặt đường bê nghiệm trường Đại học Xây Dựng Miền Tây.
Bảng 2. Kết quả thí nghiệm cường độ mẫu hỗn hợp bê tông cốt trấu tại phòng thí nghiệm
trường Đại học Xây Dựng Miền Tây
Kích Thước Diện Lực phá
Cường độ
Mẫu Ngày đúc Ngày nén Tuổi Tích chịu nén
a b hoại (kN)
(mm²) (MPa)
1 02/03/2017 30/03/2017 28 150 150 22500 87,5 3,89
2 02/03/2017 30/03/2017 28 150 150 22500 97,5 4,33
3 02/03/2017 30/03/2017 28 150 150 22500 100 4,44
Cường độ chịu nén trung bình 4,22
Nhận xét: Qua các kết quả thí nghiệm kiểm thôn cần xem xét so sánh tổng hợp các chỉ
tra khả năng chịu nén của mẫu bê tông cốt tiêu kinh tế, kỹ thuật của kết cấu bê tông cốt
trấu đúc tại phòng thí nghiệm trường ĐHXD trấu so với kết cấu bê tông cốt thép trong xây
Miền Tây ta thấy kết quả đo độ bền nén khá dựng đường giao thông nông thôn, cũng như
thấp, tuy nhiên để lựa chọn ứng dụng kết cấu căn cứ vào điều kiện kinh tế của từng địa
này trong xây dựng đường giao thông nông phương.
Bảng 3. Bảng so sánh các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của kết cấu bê tông cốt trấu so với kết cấu
bê tông cốt thép trong xây dựng đường GTNT
Các chỉ tiêu so sánh
Tỷ lệ Tỷ lệ
Cường Thời gian
TT Loại kết cấu Giá thành vật cường độ giá thành
độ chịu thi công 1
liệu so với bê so với bê
nén cối trộn
(VNĐ/100m2) tông cốt tông cốt
(MPa) (phút)
thép (%) thép (%)
481
- Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học
Đường bê
1 25,00 12.602.720 3-5
tông cốt thép
Hỗn hợp bê
16,88
tông cốt trấu
2 4,22 5.801.964 5 - 10 (28 ngày 46
tại phòng thí
tuổi)
nghiệm
Mẫu tại ấp
Cây Gòn, xã
21,76
Tích Thiện,
3 5,44 5.801.964 (2313 ngày 46
huyện Trà Ôn,
tuổi)
tỉnh Vĩnh
Long
Đường ấp 27%
4 Kinh Ngay, xã 6,67 6.871.754 5 - 10 (670 ngày 55
Lục Sĩ Thành tuổi)
Nhận xét: Qua kết quả so sánh ở bảng 2 và nước, tăng giá trị cho việc sản xuất nông
bảng 3 ta có thể nhận xét một số ưu điểm, nghiệp.
nhược điểm của hỗn hợp bê tông cốt trấu như Trong phạm vi khuôn khổ đề tài chỉ nghiên
sau: cứu tính toán khả năng chịu nén của kết cấu
Ưu điểm: mặt đường bê tông cốt trấu. Qua đó, các
Giá thành xây dựng giảm hơn 1/2 so với kết thông số về cường độ chịu nén của kết cấu
cấu mặt đường bê tông cốt thép, trước mắt có còn khá thấp, chênh lệch khá xa so với kết
thể ứng dụng xây dựng đường GTNT bằng cấu mặt đường bê tông xi măng. Chính vì thế
loại kết cấu mới này nhằm giải quyết nhu cầu nhóm nghiên cứu khuyến cáo chỉ nên sử
đi lại kịp thời của người dân. Các kỹ thuật thi dụng hỗn hợp này cho kết cấu mặt đường
công đơn giản, nhân dân có thể tự tổ chức giao thông tại những nơi có lưu lượng xe
xây dựng chạy thấp, phương tiện có tải trọng nhỏ phù
Nhược điểm: hợp cho các phương tiện nhẹ như xe máy, xe
Các tiêu chuẩn về thông số kỹ thuật về cường thô sơ lưu thông.
độ chịu nén của kết cấu còn yếu, chỉ tương Kiến nghị
đương với mác vữa xây dựng và chênh lệch Từ những kết quả nghiên cứu đạt được, có
khá xa so với kết cấu bê tông cốt thép. Chính thể mở rộng phạm vi nghiên cứu những ứng
vì thế nếu độ bền nén của mẫu quá thấp thì dụng khác của bê tông vỏ trấu, thiết kế nhiều
đồng nghĩa với việc khả năng chịu lực chưa loại cấp phối khác đạt giá trị cường độ chịu
cao nên chỉ sử dụng cho những loại đường nén cũng như khả năng chịu lực tốt hơn.
chịu tải nhỏ có lưu lượng xe chạy thấp. Ngoài ra, có thể nghiên cứu sử dụng hỗn hợp
xi măng + cát + trấu trong xây dựng các dãy
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ phân cách, bồn hoa, con kê bê tông … nhằm
Kết luận tiết kiệm chi phí trong xây dựng.
Quá trình nghiên cứu cho thấy một số mặt ưu Với phương pháp thi công đơn giản, chi phí
điểm cũng như hạn chế của kết cấu mặt xây dựng khá thấp do có thể tận dụng nguồn
đường bê tông cốt trấu như sau: Phương pháp lực và vật liệu địa phương nên có thể dễ dàng
thi công đơn giản không yêu cầu đòi hỏi kỹ triển khai hiệu quả trong các phong trào
thuật, tay nghề công nhân cao, địa phương có thanh niên tình nguyện, chiến dịch mùa hè
thể tự tổ chức xây dựng mà không cần sự hỗ xanh nhằm hỗ trợ xây dựng cơ sở hạ tầng,
trợ của một số loại máy xây dựng. Việc tận đường giao thông nông thôn, giải quyết kịp
dụng phế phẩm nông nghiệp làm kết cấu mới thời nhu cầu đi lại của người dân tại các địa
trong xây dựng góp phần giảm thiểu ô nhiễm phương có điều kiện kinh tế khó khăn, từ đó
môi trường, giải quyết tình trạng vỏ trấu thải góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội.
bỏ trực tiếp gây lãng phí và ô nhiễm nguồn
482
- Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu khoa học Euréka lần thứ XIX năm 2017 Kỷ yếu khoa học
TÀI LIỆU THAM KHẢO
GS. TS. DƯƠNG HỌC HẢI (2013): Xây dựng nền đường ô tô đấp trên đất yếu, NXB Xây
Dựng, Hà Nội
LÊ TRUNG PHONG (2009), Về các tính năng cơ lí của vật liệu dùng cho kết cấu bê tông cốt
thép trong một số tiêu chuẩn hiện hành. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng số 4.
TCVN 3105 (1993), Hỗn hợp bê tông nặng và bê tông nặng – Lấy mẫu, chế tạo và bảo dưỡng
mẫu thử.
TCVN 3118 (1993), Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ chịu nén.
483
nguon tai.lieu . vn
