1. Trang chủ
  2. » Tất cả

Luận án tiến sĩ nghiên cứu thực nghiệm về tính chất cơ lý của bê tông sử dụng cốt liệu lớn tái chế từ chất thải rắn xay dựng và ứng dụng cho cột bê tông cốt thép chịu nén đúng

160 7 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên cứu thực nghiệm về tính chất cơ lý của bê tông sử dụng cốt liệu lớn tái chế từ chất thải rắn xây dựng và ứng dụng cho cột bê tông cốt thép chịu nén đúng
Tác giả Nguyễn Thanh Quang
Người hướng dẫn PGS.TS. Nguyễn Hoàng Giang, TS. Nguyễn Ngọc Tân
Trường học Trường Đại Học Xây Dựng Hà Nội
Chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng
Thể loại Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản 2022
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 160
Dung lượng 11,64 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

NGUYỄN THANH QUANG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU LỚN TÁI CHẾ TỪ CHẤT THẢI RẮN XÂY DỰNG VÀ ỨNG DỤNG CHO CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM LU

Trang 1

NGUYỄN THANH QUANG

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU LỚN TÁI CHẾ TỪ CHẤT THẢI RẮN XÂY DỰNG VÀ ỨNG DỤNG CHO CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã ngành: 9580201

Hà Nội – Năm 2022

Trang 2

NGUYỄN THANH QUANG

NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VỀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU LỚN TÁI CHẾ TỪ CHẤT THẢI RẮN XÂY DỰNG VÀ ỨNG DỤNG CHO CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP CHỊU NÉN ĐÚNG TÂM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ Ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã ngành: 9580201

Người hướng dẫn khoa học:

1 PGS.TS Nguyễn Hoàng Giang

2 TS Nguyễn Ngọc Tân

Hà Nội – Năm 2022

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm với nội dung và kết quả của luận án

Tác giả luận án

Nguyễn Thanh Quang

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin nói lời cảm ơn sâu sắc tới hai thầy hướng dẫn đã dành nhiều công sức, thời gian và định hướng khoa học trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận án

Đề tài luận án được thực hiện tại Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, dưới sự

hướng dẫn khoa học của PGS TS Nguyễn Hoàng Giang và TS Nguyễn Ngọc Tân Tôi xin chân thành cảm ơn Tổng Công ty Giấy Việt Nam đã hỗ trợ tôi trong công việc và động viên giúp đỡ tôi trong thời gian nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn

Dự án SATREPS No JPMJSA1701 đã cho tôi được tham gia và nghiên cứu về chất thải rắn xây dựng ở Việt Nam Tôi xin cảm ơn Phòng Thí nghiệm và Kiểm định công trình - Trường Đại học Xây dựng Hà Nội đã hợp tác và tạo điều kiện về trang thiết bị thực hiện các công việc thực nghiệm Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Khoa Xây dựng DD&CN, Phòng Quản lý Đào tạo và Bộ môn đã tạo điều kiện giúp đỡ cho tôi trong suốt thời gian thực hiện công tác nghiên cứu của luận án

Xin nói lời biết ơn đến những người thân trong gia đình bởi sự động viên và chia

sẻ khó khăn trong suốt thời gian thực hiện luận án

Tác giả luận án

Nguyễn Thanh Quang

Trang 5

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Cơ sở khoa học 3

3 Mục tiêu nghiên cứu 4

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

5 Phương pháp nghiên cứu 5

6 Những đóng góp mới của luận án 5

7 Cấu trúc của luận án 5

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN XÂY DỰNG VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU BÊ TÔNG TÁI CHẾ 7

1.1 Chất thải rắn xây dựng: thực trạng quản lý và tái chế 7

1.1.1 Khái niệm chất thải rắn xây dựng 7

1.1.2 Thực trạng quản lý và tái chế chất thải rắn xây dựng 8

1.2 Tổng quan nghiên cứu về bê tông sử dụng cốt liệu tái chế từ bê tông 19

1.2.1 Tính chất của cốt liệu bê tông tái chế (CLBTTC) 19

1.2.2 Biện pháp nâng cao chất lượng cho CLBTTC 21

1.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của CLBTTC trong hỗn hợp bê tông 23

1.3 Tính chất cơ lý của bê tông sử dụng CLBTTC 26

1.3.1 Cường độ chịu nén của bê tông sử dụng CLBTTC 26

1.3.2 Mô đun đàn hồi của bê tông sử sụng CLBTTC 29

Trang 6

1.3.3 Tính co ngót của bê tông sử dụng cốt liệu bê tông tái chế 33

1.3.4 Quan hệ ứng suất và biến dạng của BTTC 35

1.3.5 Biến dạng dài hạn và tính chất của bê tông sử dụng CLBTTC 36

1.4 Kết cấu bê tông sử dụng cốt liệu bê tông tái chế 42

1.4.1 Một số nghiên cứu ứng dụng BTTC trong cấu kiện dầm, cột 42

1.4.2 Tính khả thi của việc ứng dụng bê tông CLBTTC trong cấu kiện cột 45

1.5 Kết luận 47

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU BÊ TÔNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU BÊ TÔNG TÁI CHẾ 49

2.1 Cốt liệu bê tông tái chế từ CTRXD 49

2.1.1 Xác định tính chất cơ lý của vật liệu bê tông tái chế gốc 49

2.1.2 Quy trình sản xuất cố liệu bê tông tái chế từ CTRXD 51

2.1.3 Tính chất cơ lý của cốt liệu bê tông tái chế 54

2.2 Thiết kế cấp phối bê tông sử dụng CLBTTC 64

2.3 Phương pháp thực nghiệm xác định tính chất cơ lý của bê tông sử dụng CLBTTC 66

2.3.1 Cường độ chịu nén của bê tông 66

2.3.2 Mô đun đàn hồi theo của bê tông 67

2.3.3 Thí nghiệm co ngót theo thời gian 68

2.3.4 Thí nghiệm từ biến theo thời gian 69

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA BÊ TÔNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU BÊ TÔNG TÁI CHẾ 78

Trang 7

3.1 Sự phát triển cường độ chịu nén của bê tông sử dụng CLBTTC theo thời

gian 78

3.2 Sự phát triển mô đun đàn hồi của bê tông sử dụng CLBTTC 81

3.3 Mối liên hệ giữa cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi 83

3.4 Tính co ngót của bê tông sử dụng CLBTTC 87

3.5 Quan hệ ứng suất và biến dạng bê tông sử dụng CLBTTC 92

3.6 Biến dạng từ biến của bê tông sử dụng CLBTTC 96

3.6.1 Kiểm tra nhiệt độ và độ ẩm môi trường 96

3.6.2 Kết quả xác định biến dạng từ biến 98

3.6.3 Từ biến đặc trưng và hệ số từ biến 103

3.7 Kết luận 104

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ỨNG XỬ NÉN CỦA CỘT BÊ TÔNG CỐT THÉP SỬ DỤNG CỐT LIỆU BÊ TÔNG TÁI CHẾ 106

4.1 Mở đầu 106

4.2 Thiết kế thí nghiệm cột BTTC chịu nén đúng tâm 107

4.2.1 Mô hình thí nghiệm 107

4.2.2 Quy trình thí nghiệm 109

4.3 Cấp phối bê tông 110

4.4 Ứng xử cột BTTC chịu tải nén dọc trục 112

4.4.1 Mô hình thí nghiệm 112

4.4.2 Kết quả đo thí nghiệm cột 113

4.4.3 Dạng phá hoại của mẫu cột BTTC 119

4.5 Kết luận 122

KẾT LUẬN 124

Trang 8

Kết luận 124 Kiến nghị 125 TÀI LIỆU THAM KHẢO 127

Trang 9

: Chất thải rắn xây dựng : Bê tông tự nhiên đối chứng : Bê tông thay thế 50% CLBTTC : Bê tông thay thế 100% CLBTTC : tỷ lệ thay thế CLBTTC so với CLTN : Khối lượng thể tích

: Nước / Xi măng : Tiêu chuẩn Việt Nam

: Cường độ chịu nén mẫu tại t (ngày) : Tải trọng phá hoại mẫu tại t (ngày)

: Tiết diện chịu lực mẫu

: Mô đun đàn hồi mẫu tại t (ngày) : Ứng suất bê tông tại t (ngày) : Biến dạng nén dọc trục tại t (ngày) : Giá trị co ngót tại t (ngày)

: Biến dạng từ biến

Trang 10

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 1 Khối lượng CTRXD của một số địa phương [2] 10

Bảng 1 2 Chiến lược quốc gia về quản lý chất thải rắn đến năm 2025 11

Bảng 1 3 Tái chế CTRXD ở một số quốc gia 17

Bảng 1 4 Tỷ lệ giảm cường độ chịu nén của bê tông CLBTTC trong một số kết quả nghiên cứu 28

Bảng 1 5 Tỷ lệ giảm giá trị mô-đun đàn hồi khi thay thế 100% cốt liệu lớn tự nhiên bằng cốt liệu lớn tái chế từ BT vỡ trong một số nghiên cứu 30

Bảng 2 1 Cường độ chịu nén của mẫu bê tông khoan 51 Bảng 2 2 Khối lượng mẫu cốt liệu lớn để thử độ mòn va đập 57

Bảng 2 3 Số lượng bi thép sử dụng trong máy Los Angeles 58

Bảng 2 4 Tính chất của CLBTTC 62

Bảng 2 5 Cấp phối B30 cho BTTC và BTTN 64

Bảng 2 6 Thành phần hạt 65

Bảng 3 1 Cường độ chịu nén của bê tông theo thời gian 78 Bảng 3 2 Mô đun đàn hồi các cấp phối theo thời gian 81

Bảng 3 3 Kết quả đo co ngót của bê tông CP0 88

Bảng 3 4 Kết quả đo co ngót của bê tông CP50 89

Bảng 3 5 Kết quả đo co ngót của bê tông CP100 90

Bảng 3 6 Tải trọng và biến dạng của bê tông 92

Bảng 3 7 Tải trọng thí nghiệm đo từ biến của bê tông 96

Bảng 3 8 Kết quả tính toán mô đun đàn hồi tức thời 99

Bảng 3 9 Kết quả đo thí nghiệm trên mẫu đo từ biến CP0 100

Bảng 3 10 Kết quả đo thí nghiệm trên mẫu đo từ biến CP50 101

Trang 11

Bảng 3 11 Kết quả đo thí nghiệm trên mẫu đo từ biến CP100 102Bảng 4.1 Cấp phối bê tông sử dụng 111

Bảng 4.2 Kết quả của các cột thí nghiệm dưới tải trọng đúng tâm 114Bảng 4 3 Thông số kỹ thuật thép 121Bảng 4 4 So sánh sức chịu tải của cột giữa thực nghiệm và lý thuyết 122

Trang 12

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1 1 Một số ví dụ về thành phần CTRXD từ các nguồn khác nhau 8Hình 1 2 Xử lý CTRXD ở Việt Nam 11Hình 1 3 Quy trình quản lý CTRXD tại các địa phương 16Hình 1 4 Quy trình quản lý và tái chế CTRXD phù hợp luật pháp tại Việt Nam 16Hình 1 5 Sơ đồ quá trình tái chế cốt liệu chất lượng cao bằng phương pháp xử lý nhiệt kết hợp máy nghiền ma sát [129] 23Hình 1 6 Sơ đồ quy trình trộn hỗn hợp bê tông sử dụng CLBTTC: (a) Sơ đồ trộn theo hai giai đoạn [144]; (b) Sơ đồ trộn 3 giai đoạn [98] 25Hình 1 7 Độ hút nước của bê tông sử dụng các loại CLBTTC khác nhau [111] 26Hình 1 8 Phát triển mô đun đàn hồi của bê tông theo thời gian [156] 31Hình 1 9 Mối liên hệ giữa mô đun đàn hồi và cường độ chịu nén của bê tông sử dụng CLBTTC [156] 32Hình 1 10 Độ co khô của bê tông sử dụng CLLBTTC theo thời gian [52] 33Hình 1 11 Quan hệ ứng suất- biến dạng (a) và giá trị biến dạng tới hạn (b) của bê tông sử dụng CLBTTC [92] 35Hình 1 12 Mối quan hệ giữa từ biến và tỷ lệ thay thế cốt liệu tái chế: từ biến cơ bản (nét liền), từ biến khô (nét đứt) [69] 37Hình 1 13 Từ biến của bê tông theo thời gian [109] 37Hình 1 14 Nghiên cứu về cột BTCLBTTC của Ajdukiewicz và Kliszczewicz (2007): a) Chi tiết cấu kiện cột; b) Vị trí dụng cụ đo biến dạng; c) Sơ đồ thí nghiệm 43Hình 1 15 Mặt cắt ngang cột BTCLTC cốt thép chịu tải trọng lệch tâm và biểu đồ phân bố biến dạng tỷ đối [38] 46Hình 1 16 Đường cong thực nghiệm liên hệ giữa lực dọc N và mô-men uốn M với các tỷ lệ thay thế cốt liệu tái chế khác nhau [148] 47

Trang 13

Hình 2 1 Khoan rút lỗi mẫu bê tông để sử dụng làm CLBTTC 49

Hình 2 2 Chuẩn bị mẫu thử thí nghiệm cường độ chịu nén 50

Hình 2 3 Thí nghiệm nén mẫu khoan lõi trụ CLBTTC gốc 50

Hình 2 4 CLBTTC được phân loại tại cồng trường phá dỡ 52

Hình 2 5 CLBTTC đã được xử lý tạp chất trước khi nghiền 52

Hình 2.6 Sơ đồ dây chuyền nghiền CLBTTC 53

Hình 2.7 Cốt liệu lớn tái chế từ CTRXD bằng phương pháp nghiền 53

Hình 2 8 Mẫu được ngâm trong phòng thí nghiệm 54

Hình 2 9 Làm khô bề mặt mẫu 55

Hình 2 10 Cân mẫu trạng thái bão hòa 55

Hình 2 11 Thiết bị xác đinh Los Angeles 57

Hình 2 12 Mẫu thử và bi thép được cho vào thiết bị 58

Hình 2 13 Lấy và sàng vật liệu sau quá trình quay thiết bị 59

Hình 2 14 Sàng hỗn hợp cốt liệu 60

Hình 2 15 Đo kích thước các hạt thoi dẹt 61

Hình 2 16 Mối liên hệ khối lượng thể tích và độ hút nước của vật liệu [134] 63

Hình 2 17 Thành phần hạt cốt liệu lớn tái chế 65

Hình 2 18 Sản xuất mẫu thử trong phòng thí nghiệm từ CLBTTC 66

Hình 2 19 Thí nghiệm nén bê tông 67

Hình 2 20 Thí nghiệm xác định mô đun đàn hồi của bê tông 68

Hình 2 21 Gắn thiết bị đo co ngót trong phòng thí nghiệm 69

Hình 2 22 Phân tích các thành phần biến dạng của từ biến 70

Hình 2 23 Sơ đồ khung thiết bị thí nghiệm đo từ biến bê tông 71

Trang 14

Hình 2 24 Thí nghiệm đo từ biến thực hiện trên các mẫu thử bê tông 72

Hình 2 25 Lắp đặt mẫu vào khung gia tải 75

Hình 3 1 Cường độ chịu nén của bê tông theo thời gian 79

Hình 3 2 Quan hệ giữa tỷ lệ cường độ chịu nén và tỷ lệ sử dụng CLBTTC 80

Hình 3 3 So sánh mô đun đàn hồi giữa các loại bê tông 81

Hình 3 4 Quan hệ giữa tỷ lệ mô đun đàn hồi và tỷ lệ sử dụng CLBTTC 82

Hình 3 5 Mối quan hệ giữa cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi của bê tông sử dụng CLBTTC 84

Hình 3 6 Mối liên hệ giữa cường độ chịu nén và mô đun đàn hồi 86

Hình 3 7 Lắp đặt thiết bị đo co ngót trong phòng thí nghiệm 87

Hình 3 8 Đọc chỉ số co ngót theo thời gian 87

Hình 3 9 Co ngót các mẫu sử dụng CLBTTC 91

Hình 3 10 Lắp đặt mẫu thí nghiệm nén phá hủy mẫu 93

Hình 3 11 Mối quan hệ ứng suất và biến dạng mẫu CP0 93

Hình 3 12 Mối quan hệ ứng suất và biến dạng mẫu CP50 94

Hình 3 13 Mối quan hệ ứng suất và biến dạng mẫu CP100 94

Hình 3 14 Hình ảnh phá vỡ mẫu khi nén tới hạn 95

Hình 3 15 Đường cong ứng suất và biến dạng bê tông 96

Hình 3 16 Biến thiên nhiệt độ, độ ẩm trong quá trình thí nghiệm 97

Hình 3 17 Biến dạng từ biến của các loại bê tông khi chịu nén dài hạn 98

Hình 3 18 Từ biến đặc trưng của các loại bê tông khi chịu nén theo thời gian 103

Hình 3 19 Hệ số từ biến của các loại bê tông sử dụng 104

Hình 4.1 Chuẩn bị cốp pha, cốt thép cột thí nghiêm 107

Trang 15

Hình 4.2 Lắp đặt điện trở và cảm biến đo 108

Hình 4.3 Chi tiết cột và mô hình mẫu 109

Hình 4.4 Kiểm tra cường độ chịu nén mẫu trụ 28 ngày tuổi 109

Hình 4.5 Kết nối hệ thống thiết bị đo và mẫu 110

Hình 4.6 Đúc mẫu cột BTTC 111

Hình 4 7 Thiết lập hệ thống thí nghiệm cột 112

Hình 4.8 Mối quan hệ tải trọng dọc trục và biến dạng nén 114

Hình 4.9 Ảnh hưởng của tỷ lệ thay thế CLTC (r) đến tải trọng giới hạn 115

Hình 4 10 Mối quan hệ ứng và biến dạng trên mẫu bê tông và BTCT 117

Hình 4.11 Mối quan hệ tải trọng dọc trục và biến dạng thép 118

Hình 4.12 Hình dạng vết nứt sau khi nén 120

Trang 16

- 2% [2] Hiện nay, CTRXD phát sinh khoảng 3000 tấn/ngày, năm 2020 tổng lượng CTRXD ước tính là 6,3 triệu tấn và dự kiến đến năm 2025 là 11 triệu tấn [99] Trong khi đó, ở nhiều quốc gia khác, CTRXD đã được nghiên cứu và được sử dụng thay thế hiệu quả cho các nguyên vật liệu tự nhiên Ví dụ, ở Nhật Bản, 95% bê tông được nghiền và tái sử dụng làm vật liệu đắp nền đường vào năm 2000 [135], không chỉ mang lại giá trị kinh tế mà còn giảm áp lực lên môi trường đô thị Ở Việt Nam, chưa triển khai tốt công tác quản lý CTRXD, dẫn đến hiện tượng đổ trộm loại phế thải này trở nên phổ biến, gây ra nhiều vấn đề ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe cộng đồng Các bãi chứa CTRXD theo quy hoạch tại các thành phố lớn đã đầy và chưa có công nghệ xử lý, cũng như công cụ giám sát hiệu quả cho hoạt động này tại các địa phương Ngoài ra, tăng trưởng nhanh trong lĩnh vực xây dựng trong khi hệ thống quản lý kém hiệu quả dẫn đến hệ lụy khai thác tài nguyên thiên nhiên vô cùng lớn và các vấn nạn xã hội trong khai thác cát, đá, sỏi gây ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường, kinh tế và xã hội Việt Nam tiêu thụ từ 170-190 triệu m3 đá và 130-150 triệu m3 cát cho xây dựng trong năm 2020 [6] Đây là lượng vật liệu khổng lồ mà nếu tiếp tục khai thác tự nhiên sẽ không đủ để đáp ứng yêu cầu phát triển kinh tế xã hội Nhằm thay đổi hiện trạng này, Quyết định số 1266/QĐ-TTg ngày 18/08/2020 của Thủ tướng Chính phủ đã quy định rõ việc hạn chế tối đa sử dụng tài nguyên thiên nhiên, yêu cầu

Trang 17

tái chế cho đá xây dựng và sử dụng cát tái chế từ 60% trở lên [5] Để đáp ứng mục tiêu này, việc thiết lập được hệ thống quản lý thông minh, đồng bộ ứng dụng công nghệ cao, nhằm quản lý và tái chế CTRXD hiệu quả là rất cần thiết CTRXD có thể được coi là một nguồn tài nguyên quý giá, từ đó hoạt động quản lý tái chế hiệu quả

sẽ đem lại hiệu quả kinh tế xã hội cao

Chỉ thị số 41/CT-TTg ngày 1/12/2020 của Thủ tướng Chính phủ cũng quy định các thành phố trực thuộc trung ương: Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Cần Thơ, Hải Phòng đầu tư vận hành hệ thống hiện đại nhằm xử lý chất thải rắn (CTR) và giảm chôn lấp xuống dưới 20%, trong khi các tỉnh còn lại giảm xuống dưới 25% tính đến năm 2025 [3] CTR được yêu cầu phải ứng dụng công nghệ hiện đại nhằm tái sử dụng (Reuse) và tái chế (Recycle) Theo Quyết định số 491/QĐ-TTg ngày 16/4/2009, Thủ tướng Chính phủ đã quy định tổng hợp quản lý CTR là trách nhiệm chung của toàn

xã hội và nhà nước đóng vai trò chủ đạo, công nghệ thu gom đồng bộ được đặt vào

ưu tiên đầu tư phát triển [7]

Tuy nhiên, việc ứng dụng hiệu quả CTRXD với số lượng lớn vào các công trình xây dựng đang gặp nhiều khó khăn đặc biệt trong việc đánh giá chất lượng, tính chất

cơ lý của vật liệu tái chế và khả năng ứng dụng trong các kết cấu công trình như cột dầm sàn, nền móng và các lớp lót cho công trình hạ tầng Các tiêu chuẩn, quy chuẩn

kỹ thuật, chỉ dẫn kỹ thuật có liên quan đến hoạt động quản lý CTRXD (công tác phân loại, xử lý, tái chế ) còn chưa đầy đủ Việc nghiên cứu, sử dụng các sản phẩm tái chế CTRXD chưa phổ biến rộng rãi trên quy mô công nghiệp Trong khi đó, một số quốc gia phát triển trên thế giới đã có các chính sách, quy định cụ thể đối với công tác quản lý CTRXD Nhật Bản đã có luật Tái chế Vật liệu Xây dựng (ban hành năm 2000) và các tiêu chuẩn, chỉ dẫn kỹ thuật về phân loại, tái chế CTRXD; Hàn Quốc

có luật Kiểm soát Chất thải (ban hành năm 1986), luật khuyến khích tái chế CTRXD (ban hành năm 2003) Hiện về vật liệu bê tông tái chế ở Việt Nam mới có thể dùng TCVN 11969:2018 Cốt liệu lớn tái chế cho bê tông; Năm 2019, Bộ Xây dựng đã giao Viện Vật liệu xây dựng thực hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng tiêu chuẩn và chỉ dẫn

kỹ thuật phế thải phá dỡ công trình và phế thải xây dựng (PTPDCT&XD) làm vật

Trang 18

liệu san lấp”, mã số RD 13-19 Trường đại học Xây dựng thực hiện nhiệm vụ Xây dựng tiêu chuẩn TCVN “Yêu cầu kỹ thuật – Phương pháp thử cho vật liệu tái chế từ phế thải xây dựng làm lớp móng đường giao thông đô thị” Mã số: TC 40-19 Tuy nhiên cho tới nay cả hai tiêu chuẩn vẫn chưa được ban hành Các nội dung trên cho thấy việc nghiên cứu đánh giá tính chất cơ lý của bê tông tái chế và khả năng ứng dụng làm việc trong cấu kiện công trình của loại vật liệu này còn chưa được nghiên cứu đầy đủ dẫn đến việc ứng dụng loại tài nguyên này còn nhiều hạn chế

Vì vậy, đề tài tập trung nghiên cứu ứng xử cơ học vật liệu bê tông sử dụng cốt liệu lớn tái chế (BTCLTC) từ CTRXD, nhằm đánh giá khả năng ứng dụng bê tông tái chế (BTTC) trong kết cấu chịu lực trong công trình xây dựng Việc tái sử dụng làm giảm áp lực của lượng lớn CTRXD phát thải ra môi trường, giảm nguyên nhân gây ô nhiễm và các tác động ảnh hưởng xấu đến cuộc sống con người đồng thời cung cấp ra thị trường xây dựng lượng lớn vật liệu tái chế đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật nhằm giảm khai thác tài nguyên thiên nhiên và tạo ra giá trị gia tăng cho sản phẩm vật liệu có hàm lượng khoa học giá trị cao

2 Cơ sở khoa học

Trên thế giới, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện nhằm xác định các tính chất cơ

lý của vật liệu bê tông chế tạo bằng cốt liệu tái chế từ CTRXD Nghiên cứu của Tam

và cộng sự (2015) [137] đã tổng hợp các kết quả nghiên cứu thu được từ hơn 26 nghiên cứu được thực hiện trước đó, chỉ ra rằng cốt liệu lớn tự nhiên (CLLTN) có thể được thay thế bằng cốt liệu lớn tái chế (CLLTC), với các tỷ lệ thay thế thường dùng

là 30%, 50%, 70% và đến 100% Nghiên cứu của Silva và cộng sự (2014) [132][133] cũng chỉ ra rằng cường độ cơ học của bê tông tái chế phụ thuộc vào chất lượng của cốt liệu tái chế (cốt liệu lớn, cốt liệu nhỏ) và hàm lượng sử dụng

Ở Việt Nam, những mục tiêu cụ thể về quản lý, thu gom và tái chế CTRXD đã được cụ thể trong Chiến lược quốc gia [8] Hiện nay, mới chỉ có tiêu chuẩn TCVN 11969:2018 [8] về CLLTC cho bê tông Tuy nhiên, sự không đầy đủ của hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến vật liệu tái chế, cũng như tư duy BTCLTC có chất

Trang 19

lượng thấp đã ăn sâu vào suy nghĩ của người dân, dẫn đến việc ứng dụng các loại cốt liệu tái chế, trong đó có CLLBTTC vào công trình thực tế là rất hạn chế Trong thời gian vừa qua, một số các nghiên cứu về hiện trạng quản lý và thành phần của CTRXD

đã được thực hiện [75][113][114][19][17], tuy nhiên các nghiên cứu khoa học về vật liệu tái chế và đặc biệt ứng xử của kết cấu BTTC chưa thực sự được quan tâm thực hiện Do đó, nghiên cứu này tập trung nghiên cứu phương pháp nghiền CTRXD thành cốt liệu bê tông tái chế, từ đó nghiên cứu tính chất cơ lý, sự làm việc theo thời gian của vật liệu này và khả năng làm việc của kết cấu cột BTCT chịu lực điển hình

3 Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu sự phát triển một số tính chất cơ lý của bê tông sử dụng cốt liệu bê tông tái chế với các hàm lượng thay thế khác nhau

- Nghiên cứu ứng xử nén của cột bê tông cốt thép chế tạo bằng bê tông sử dụng cốt liệu tái chế So sánh ứng xử cơ học của cột bê tông cốt liệu tái chế với cột bê tông cốt thép thông thường

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Bê tông từ quá trình phá dỡ các công trình xây dựng được nghiền theo quy trình thiết kế cho máy nghiền được lắp ráp tại Việt Nam Các hạt cốt liệu tái chế trong nghiên cứu này có đường kính từ 5 đến 20 mm, đường kính cốt liệu lớn nhất là 20

mm

Bê tông tái chế được thiết kế có cấp độ bền nén B30 và thí nghiệm lần lượt ở 3,

7, 14, 28, 60, 90, 120, 150, 180 và 360 ngày tuổi, với các tỷ lệ thay thế cốt liệu lớn tự

nhiên theo khối lượng lần lượt là r = 0%; 50%; 100%

Cốt liệu tái chế được dùng cho thí nghiệm cột với kích thước 200 x 200 x 880 mm

và hạm lượng cốt liệu tái chế thay thế của cột là r = 0%; 50%; 100% Cột được thí

nghiệm chịu nén đúng tâm nhằm nghiên cứu ứng xử và khả năng chịu lực của cấu kiện cột bê tông cốt liệu tái chế so với cột bê tông cốt liệu tự nhiên (BTCLTN)

Trang 20

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết: Dựa trên các tài liệu nghiên cứu để thực hiện nghiên cứu tổng quan về đề tài luận án

- Nghiên cứu thực nghiệm: Luận án được thực hiện chủ yếu bằng phương pháp thực nghiệm Các kết quả chính thu được từ các thí nghiệm được thực hiện trên các mẫu thử bê tông và các cấu kiện cột bê tông cốt thép

6 Những đóng góp mới của luận án

- Chứng minh được tính khả thi của việc chế tạo bê tông có cường độ trung bình mẫu trụ tới 40 MPa sử dụng cốt liệu lớn tái chế (CLLTC) từ chất thải rắn xây dựng (CTRXD) trong điều kiện Việt Nam;

- Cung cấp bộ số liệu thực nghiệm về các đặc trưng cơ lý cơ bản của bê tông CLLTC từ CTRXD với các tỷ lệ thay thế cốt liệu lần lượt là 0, 50 và 100%, bao gồm: cường độ chịu nén, mô đun đàn hồi tại các tuổi 3, 7, 14, 28, 60, 90 và 360 ngày, từ

đó đề xuất mối quan hệ toán học giữa các đại lượng này theo thời gian; đường cong quan hệ ứng suất - biến dạng; biến dạng co ngót và từ biến;

- Đã nghiên cứu thực nghiệm về sự làm việc của cột BTCT chịu nén đúng tâm sử dụng bê tông CLLTC từ CTRXD Kết quả nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn khi chứng minh được khả năng ứng dụng CLLTC trong kết cấu công trình ở Việt Nam

7 Cấu trúc của luận án

Luận án gồm có phần mở đầu, bốn chương nội dung, phần kết luận và danh mục tài liệu tham khảo

- Phần mở đầu: Trình bày lý do chọn đề tài, cơ sở khoa học, mục tiêu nghiên cứu,

đối tượng và phạm vi nghiêm cứu, nội dung nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu

và cấu trúc của luận án

- Chương 1: Trình bày nghiên cứu tổng quan về chất thải rắn xây dựng và các đặc

tính cơ học của bê tông sử dụng cốt liệu bê tông tái chế

Trang 21

- Chương 2: Trình bày các phương pháp thí nghiệm tính chất cơ lý của vật liệu bê

tông sử dụng cốt liệu bê tông tái chế

- Chương 3: Trình bày các kết quả thực nghiệm xác định tính chất cơ lý của bê tông

sử dụng cốt liệu bê tông tái chế

- Chương 4: Trình bày nghiên cứu thực nghiệm ứng xử nén của cột bê tông cốt thép

sử dụng cốt liệu bê tông tái chế

- Phần kết luận: Trình bày các kết luận chung được rút ra từ các kết quả nghiên cứu

của luận án Từ đó, luận án đề xuất các kiến nghị để phát triển và mở rộng nghiên cứu tiếp theo

- Tài liệu tham khảo

Trang 22

CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CHẤT THẢI RẮN XÂY DỰNG VÀ CÁC ĐẶC TÍNH CƠ HỌC CỦA

BÊ TÔNG SỬ DỤNG CỐT LIỆU BÊ TÔNG TÁI CHẾ

Chương này tập trung trình bày định nghĩa CTRXD, tổng quan về tình hình quản

lý, nghiên cứu tính chất và ứng dụng các loại bê tông sử dụng CLLBTTC trên thế giới và Việt Nam Trên cơ sở đó rút ra định hướng nghiên cứu tiếp theo của luận án

1.1 Chất thải rắn xây dựng: thực trạng quản lý và tái chế

1.1.1 Khái niệm chất thải rắn xây dựng

Theo định nghĩa trong tiêu chuẩn TCVN 6705:2000 về Chất thải rắn không nguy hại – Phân loại: phế thải từ hoạt động xây dựng là phế thải được thải ra do phá dỡ, cải tạo các hạng mục / công trình xây dựng cũ, hoặc do xây dựng các hạng mục / công trình mới (nhà, cầu cống, đường giao thông…); như vôi vữa, gạch ngói vỡ, bê tông, ống dẫn nước, tấm lợp và các vật liệu khác [9] Như vậy, CTRXD được phát sinh trong quá trình xây dựng, phá dỡ toàn bộ, hoặc phá dỡ bộ phận công trình xây dựng Ngoài ra, cũng có các công trình xây dựng còn mới nhưng xây dựng trên đất lấn chiếm, xây dựng sai với mục đích quy hoạch ban đầu, sai với giấy phép, hoặc do giải phóng mặt bằng phục vụ cho đầu tư mục đích sử dụng đất của nhà nước

CTRXD rất phong phú và đa dạng về chủng loại, chất lượng cũng rất khác nhau,

do được thu gom từ nhiều nguồn và dạng công trình Hình 1.1 chỉ ra một số ví dụ của thành phần CTRXD từ các nguồn phá dỡ dạng công trình khác nhau, đơn cử như: Các dạng công trình nhà cao tầng, nhà ở dân dụng, cầu, đường và các kết cấu có sử dụng

bê tông Thành phần chính của CTRXD từ phá dỡ công trình nhà là mảnh vỡ của kết cấu bê tông, bê tông cốt thép, khung nhôm, kết cấu gạch xây, gạch gốm lát nền, thủy tinh, gỗ, thạch cao, đất

Trang 23

đã được phát thải vào năm 2014 [141], chiếm 67,4% tổng lượng chất thải rắn Hai số

Trang 24

liệu tương ứng ở EU-28 (28 quốc gia thành viên Liên minh Châu Âu trước sự kiện Brexit) vào năm 2016 được báo cáo là 924 triệu tấn và 36,4% [56] và ở Trung Quốc vào năm 2013 là 2,36 tỷ tấn và 30-40% [156][77] Do đó nghiên cứu về quản lý và tái chế CTRXD được các nhà khoa học ở nhiều quốc gia quan tâm

Cục Môi trường và Thực phẩm Nông thôn của Vương quốc Anh thúc đẩy sử dụng kinh tế vật liệu và phương pháp xây dựng để CTRXD được giảm thiểu và mọi chất thải được sản xuất đều có thể được tái sử dụng, tái chế hoặc thu hồi theo cách khác trước khi lựa chọn xử lý Kế hoạch quản lý chất thải tại bãi (SWMPs) đã ra đời và tuân theo khuôn khổ pháp lý để tái chế CTRXD SWMPs là một yêu cầu pháp lý cho các dự án xây dựng, phá dỡ và cải tạo ở Anh có giá hơn 300.000 bảng Anh kể từ tháng 4 năm 2008 SWMPs cung cấp một khung chi tiết số lượng và loại chất thải sẽ được sản xuất trên các bãi công trường xây dựng, phá dỡ và cải tạo và làm thế nào để giảm thiểu, tái sử dụng, tái chế và xử lý [124]

Cơ quan Vận tải Liên bang Hoa Kỳ (STA) trong nhiều năm qua đã đẩy mạnh việc

sử dụng thường xuyên CLBTTC như một dạng cốt liệu Các thông số kỹ thuật, thực tiễn xây dựng và các thách thức trong việc thực hiện cũng được cơ quan này ghi lại

và nghiên cứu

Trên thế giới, việc quản lý CTRXD của các nước chưa phát triển vẫn còn nhiều vấn đề Ở khu vực Đông Nam Á, ngoại trừ Singapore, tỷ lệ tái sử dụng và tái chế CTRXD rất thấp, thậm chí còn chưa phát triển Điều này dẫn đến một lượng lớn CTRXD trong các bãi chôn lấp và bãi rác luôn nằm trong tình trạng quá tải [33][55] Điều này cho thấy sự không bền vững và sự cố không thể tránh khỏi của hệ thống xử

lý CTRXD hiện tại, trong khi tái chế CTRXD là do lợi nhuận và chỉ được thực hiện bởi các công ty tư nhân và không chính thức theo hệ thống

1.1.2.2 Tại Việt Nam

a) Hiện trạng quản lý CTRXD

Trang 25

Với tốc độ đô thị hóa nhanh cùng với sự phát triển kinh tế trên mọi mặt, các hoạt động xây dựng đang diễn ra ở nhiều nơi, đặc biệt tại các thành phố lớn ở Việt Nam (Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng) Nhiều hoạt động như xây dựng mới, cải tạo hay phá dỡ các công trình xây dựng, công trình cơ sở hạ tầng giao thông, sản xuất vật liệu xây dựng đang phát sinh ra một khối lượng lớn CTRXD Theo Báo cáo môi trường quốc gia 2011 về Quản lý chất thải rắn của Bộ Tài Nguyên Môi Trường, tổng lượng chất thải rắn đô thị được thể hiện trong Bảng 1.1 trung bình là 60 nghìn tấn/ngày, trong đó CTRXD chiếm từ 10% - 12% [2]

Bảng 1.1 Khối lượng CTRXD của một số địa phương [2]

Xử lý CTRXD theo hướng bền vững luôn là thách thức lớn đối với các nhà thầu

và chủ đầu tư được thể hiện trong Hình 1.2 Trong khi đó, việc quản lý CTRXD ở quy mô lớn lại là một vấn đề nan giải cho các cơ quan quản lý, cơ quan hoạch định chính sách CTRXD ở Việt Nam hiện nay chủ yếu đổ bừa bãi và chỉ có một số được

xử lý tại các bãi chôn lấp, trong khi đó số lượng các bãi chôn lấp thì rất hạn chế Hà Nội chỉ có năm bãi rác đang hoạt động (Vân Nội, Nguyên Khê, Dương Liễu, Vân Côn và Xuân Sơn) Bãi chôn lấp Xuân Sơn ở huyện Đông Anh là bãi lớn nhất với tổng diện tích 9,5 ha Theo Bản đồ Quy hoạch tổng thể về các bãi chôn lấp CTRXD

ở thành phố Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn 2050 sẽ có 24 bãi chôn lấp/bãi đổ CTRXD và 3 bãi chôn lấp bùn thải thoát nước Ở Hải Phòng, bãi chôn lấp lớn nhất

Trang 26

và duy nhất hoạt động là ở quận Hải An với diện tích 29,6 ha, trong đó có một phần dành cho CTRXD

Hình 1.2 Xử lý CTRXD ở Việt Nam Bảng 1.2 Chiến lược quốc gia về quản lý chất thải rắn đến năm 2025

Xử lý CTRXD ở Việt Nam

(1-2%)

Trang 27

liệu được tái chế từ CTRXD như vật liệu làm nền, cốt liệu bê tông, và lượng đất sinh

ra trong quá trình xây dựng Gần đây, tiêu chuẩn TCVN 11969:2018 về việc sử dụng cốt liệu lớn tái chế cho bê tông đã được ban hành, tuy nhiên tiêu chuẩn này gần như chỉ là đánh giá tiêu chí cốt liệu đầu vào cho vật liệu Bên cạnh đó, có một số Chỉ thị, Thông tư nhằm đẩy mạnh việc sử dụng các vật liệu xây dựng tái chế

b) Các vấn đề tồn tại

Khái niệm quản lý CTRXD còn khá mới mẻ ở Việt Nam và việc truyền thông thông tin về xử lý CTRXD cần làm tốt hơn để có được sự ủng hộ từ công chúng và chính quyền Chính phủ Việt Nam đang phải đối mặt với một thách thức lớn về quản

lý CTR nói chung và cụ thể là CTRXD Sau đây là một số khó khăn chính:

Thứ nhất, công nghệ xây dựng còn lạc hậu, do đó, nó sinh ra một lượng lớn rác thải Ví dụ, thay cho việc dùng công nghệ “đào ống ngầm” để lắp đặt đường ống thì công nghệ đào mở lại chủ yếu được sử dụng và công nghệ này sinh ra lượng lớn CTRXD dẫn đến tốn chi phí cho việc vận chuyển lượng CTRXD đó Nhiều công trình thì được xây dựng từ gạch và vữa là chính, thay vì sử dụng các khối bê tông, dẫn đến tốn các chi phí cho việc làm sạch phế thải xây dựng tại công trường Do đó, ứng dụng của các công nghệ mới trong xây dựng chắc chắn sẽ giảm thiểu được lượng CTRXD Việc đổ CTRXD bừa bãi còn gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và môi trường, chẳng hạn như gây cản trở giao thôn (CTR trên vỉa hè đường) dẫn đến nhiều tai nạn, gây tác động đến cảnh quan đô thị, ô nhiễm không khí (do bụi bẩn), làm xuống cấp cơ sở hạ tầng (tắc đường ống nước), lãng phí tài nguyên đất Có thể thấy trong vài thập kỷ trở lại đây, Hà Nội như một công trường xây dựng khổng lồ do việc xây dựng hạ tầng và công trình Bụi công trường và bụi do vận chuyển vật liệu là một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường không khí ở Hà Nội Việc đổ bừa bãi phế thải ra đường hàng ngày đã gây ra nhiều vụ tai nạn giao thông đáng tiếc xảy

ra Thêm vào đó, việc quản lý lỏng lẻo những vật liệu xây dựng độc hại như tường thạch cao (tạo khí H2S) và vật liệu amiang (có thể gây ung thư) gây rủi ro về sức khoẻ

Trang 28

cao đối với con người Có thể nói, việc xả thải CTRXD bừa bãi chủ yếu là do các yếu

tố chi phí vận chuyển, do vị trí dự án có thể xa so với điểm chôn lấp

Hiện nay, cũng như nhiều nước Châu Á đang phát triển, Việt Nam đang phải đối mặt với sự thiếu hụt các văn bản pháp luật cũng như thiếu sự tuân thủ theo quy phạm pháp luật trong việc quản lý CTRXD Chính phủ hiện nay mới ưu tiên chủ yếu đến quản lý CTR hữu cơ và các CTR nguy hại (rác thải y tế và rác thải công nghiệp nguy hại) CTRXD thuộc dạng CTR không nguy hại, và phần lớn chỉ được xem xét ở mức

độ nghiên cứu, hầu như không có sự đầu tư đáng kể nào Hiện tại, không có nhiều các điều luật (thông tư, hướng dẫn) về việc phân loại, thu gom, vận chuyển và xử lý CTRXD Các chính sách ưu tiên, đầu tư cho nghiên cứu, doanh nghiệp, sản xuất trong tái chế và quản lý CTR chưa được ban hành Năm 2009, Chiến lược quốc gia về bảo

vệ môi trường đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030 đã được phê duyệt theo Quyết định số 2149/QD-TTg, trong đó chính sách về tái chế và tái sử dụng được đề cập đến như là phần quan trọng trong quản lý CTR Theo chiến lược này, một trong những mục tiêu lớn là tăng lượng CTR được tái chế và tái sử dụng, thúc đẩy việc phát triển các sản phẩm từ tái chế, áp dụng các chính sách ưu tiên đối với các hoạt động tái chế và xây dựng các quỹ cho việc tái chế

Bên cạnh đó, Việt Nam chưa có nhiều sự thu hút từ những nhận thức và quan điểm của công chúng đối với rác thải sinh ra từ xây dựng và phá dỡ công trình Điều này cần thay đổi đầu tiên trong các hoạt động công nghiệp, cũng như cần phải có sự thích ứng một cách nhạy bén từ nhiều bên liên quan như đội ngũ kỹ sư, các cơ quan ban hành luật pháp trong ngành xây dựng Điều đó đòi hỏi chúng ta phải có sự hiểu biết đầy đủ về tiềm năng của việc tái sử dụng CTRXD và những hoạt động thi hành

để nhằm hoàn thành mục tiêu trong chiến lược quốc gia

c) Tình hình các dự án đầu tư công cho quản lý và tái chế CTRXD ở Việt Nam

Ở Việt Nam, việc tái chế CTRXD mới chỉ dừng lại ở mức độ nghiên cứu JICA Nhật Bản là một trong những nhà tài trợ lớn trong các dự án về quản lý CTR:

Trang 29

• 2006 - 2009: Dự án sáng kiến 3R (giảm thiểu – tái sử dụng – tái chế) tại Hà Nội

Dự án này được thực hiện trong vòng 3 năm từ tháng 11/2006 đến tháng 11/2009 nhằm xây dựng một hệ thống 3R hoàn chỉnh cho việc phân loại và tái chế rác thải theo sáng kiến 3R Tổ chức thực hiện phía Việt nam là Hà Nội URENCO và các gồm có các chuyên gia phía Nhật Bản thuộc JICA hỗ trợ về hợp tác kĩ thuật như

là Hisashi Yamauchi, Yachiyo Engineering Co LTd

• 2005 - 2013: Dự án Cải thiện môi trường thành phố Hải Phòng;

• 2014 - 2018: Dự án Phát triển năng lực quản lý tổng thể chất thải rắn sinh hoạt;

• 2014 - nay: Tái chế phế thải Gyps ở công ty DAP-VINACHEM Trong khu công nghiệp Đình Vũ - Hải Phòng, các nhà máy thải ra rất nhiều phế thải thạch cao- Gyps (từ nhà máy sản xuất phân bón, nhà máy nhiệt điện ) Hàng năm, tổng lượng phế thải Gyps lên đến 600.000 tấn Từ 2011 đến nay, lượng phế thải Gyps lên đến 3 triệu tấn Năm 2014, Công ty Cổ phần Nhựa Đình Vũ đã lắp đặt hai dây chuyền tái chế thạch cao với công suất 200.000 tấn/năm để sản xuất nhựa cho công trình xây dựng Tuy nhiên, lượng thải ra vẫn còn rất nhiều so với lượng được tái chế

Ngoài ra, Bộ Môi trường Nhật Bản cũng hỗ trợ một số dự án tái chế đã được thực hiện ở Việt Nam:

• 2009: Dự án về CDM của Công ty Ichikawa Kankyo Engineering (IKE) liên quan đến xử lý chất thải rắn bằng công nghệ ủ phân compost;

• 2014: Dự án tái chế chất thải D của công ty Ichikawa Kankyo Engineering (IKE) Bên cạnh đó, cũng có những dự án tương tự cũng được thực hiện ở các bộ ngành liên quan:

• Dự án "Hoàn thiện công nghệ tái chế phế thải phá dỡ công trình làm cốt liệu cho xây dựng" do Bộ Xây dựng chủ trì, Viện Vật liệu Xây dựng (VIBM) thực hiện từ

2010 – 2012 ($500.000) với đối tác chính là Công ty TNHH một thành viên Cơ điện Công trình (MESC) Dự án đã xây dựng dây chuyền và hoàn thiện công nghệ tái chế CTRXD làm cốt liệu để: sản xuất gạch bloc bê tông; sản xuất cấu kiện bê tông đúc sẵn (bó vỉa hè) và sử dụng làm lớp base và sub-base cho đường ô tô và

Trang 30

đề xuất những giải pháp, chính sách hỗ trợ và khuyến khích, thúc đẩy việc đầu tư, sản xuất tái chế CTRXD Tuy nhiên, các giải pháp, chính sách đề xuất để hỗ trợ

và khuyến khích tái chế CTRXD còn chưa hiệu quả và cốt liệu tái chế chỉ sử dụng

để sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng thấp (gạch block bê tông; bê tông bó vỉa hè và sử dụng làm lớp base và sub-base cho đường ô tô) nên đã không mang lại hiệu quả và dự án không phát triển được Hiện nay đã thanh lý dây chuyền tái chế CTRXD của dự án

• Dự án “Xử lý, tái sử dụng CTR trong xây dựng công trình giao thông đường bộ” của Bộ Giao thông Vận tải năm 2010 – 2014 ($100.000)

• Dự án “Đầu tư hệ thống quản lý CTRXD trong khu đô thị” do Hiệp hội Công nghiệp và Môi trường Đô thị Việt Nam năm 2008 – 2010 ($20.000)

• Chương trình khoa học công nghệ trọng điểm cấp Bộ 2015-2020 “Nghiên cứu xây dựng thực nghiệm công trình trên biển đảo” (7,5 triệu $)

1.1.2.3 Thực trạng và tiềm năng về tái chế CTRXD

Việc quản lý CTRXD nằm trong chiến lược quản lý và xử lý CTR của Chính phủ, trong đó Chỉ thị số 41/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ cũng quy định các thành phố trực thuộc trung ương như Hà Nội, Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Cần Thơ, Hải Phòng đầu tư vận hành hệ thống hiện đại nhằm xử lý (CTR) và giảm chôn lấp xuống dưới 20% trong khi các tỉnh còn lại giảm xuống dưới 25% tính đến năm 2025 [3] Thông

tư 08/2017/TT-BXD [18] cũng đã quy định về việc phải tiến hành báo cáo việc thu gom và xử lý CTRXD tại các tỉnh thành phố của Việt Nam Do đó, việc đưa ra quy trình quản lý và phương pháp nghiền chế tạo vật liệu tái chế từ bê tông là việc rất cấp thiết và quan trọng

Công tác quản lý CTRXD trên địa bàn các thành phố được tổng hợp và giới thiệu như trong Hình 1.3 Quy trình kiểm soát việc thu gom, vận chuyển và tái chế CTRXD

sử dụng làm vật liệu xây dựng từ công trình phá dỡ tới khâu vận chuyển và tài chế là việc rất quan trọng và có ý nghĩa lớn trong việc góp phần quản lý CTRXD và tạo ra vật liệu thay thế cho nguồn tài nguyên tự nhiên Hiện công tác quản lý CTRXD còn

Trang 31

gặp nhiều khó khăn do thiếu địa điểm quy hoạch dành riêng cho CTRXD và đặc biệt thiếu công nghệ phù hợp cho công tác tái chế CLBTTC

Hình 1.3 Quy trình quản lý CTRXD tại các địa phương

Hình 1.4 Quy trình quản lý và tái chế CTRXD phù hợp luật pháp tại Việt Nam

BXD, Bộ TN&MT

Tỉnh/TP (SXD/STNMT)

Báo cáo năm

CT 41/CT-TTg

QĐ 491/QĐ-TTg 08/2017/TT-BXD

Trung tâm tái chế

Báo cáo năm

CT 41/CT-TTg 08/2017/TT-BXD TCVN

Báo cáo năm

CT 41/CT-TTg 08/2017/TT-BXD

Hợp đồng xử

lý CTRXD

BXD/TCVN

08/2017/TT-Nộp kế hoạch thu gom, tái chế CTRXD

08/2017/TT-BXD

Lên kế hoạch cho công tác thu gom và xử lý CTRXD Tính toán lượng phát thải CTRXD dựa trên thiết kế của công trình No.08/2017/TT-BXD;

Phá dỡ và phân loại tại nguồn cho CTRXD tại công trình S1

S2

Hỗn hợp CTRXD Bê tông Gạch Thép Kính .

491/QĐ-TTg Phát triển mô hình kinh doanh bền vững

S6 S7

S8

Vận chuyển BẮT ĐẦU

Trang 32

Từ quá trình khảo sát, nghiên cứu, quy trình quản lý và nghiền CTRXD được đề xuất như Hình 1.4, trong đó các quy định pháp luật hiện hành được đánh giá và quy trình được đề xuất đáp ứng quy định quản lý hiện tại ở Việt Nam về CTRXD

Theo Quyết định số 491/QĐ-TTg, Thủ tướng Chính phủ đã quy định tổng hợp quản lý CTR là trách nhiệm chung của toàn xã hội và nhà nước đóng vai trò chủ đạo, công nghệ thu gom đồng bộ được đặt vào ưu tiên đầu tư phát triển [7] Do đó, việc nghiên cứu và đánh giá chất lượng của CLBTCT đóng vai trò quan trọng trong việc đưa sản phẩm vào ứng dụng thực tiễn

Bảng 1 3 Tái chế CTRXD ở một số quốc gia

Quốc gia Năm thống

Lượng CTRXD (triệu tấn/ năm)

Tỷ lệ phần trăm tái chế (%)

Trang 33

tông có thể được tái chế và tái sử dụng một cách hiệu quả và kinh tế trong xây dựng

cơ sở hạ tầng, và nhờ đó trực tiếp giảm thiểu lượng CTRXD phải chôn lấp

Vì CTRXD có giá trị lớn nên việc tái chế đã và đang được thực hiện ở nhiều quốc gia (Bảng 1 3) Đặc biệt, Nhật Bản là một trong những quốc gia đi đầu về việc thúc đẩy các dòng sản phẩm tái chế từ CTRXD trong thương mại và đang thực hiện rất chặt chẽ các điều luật như Luật tái chế xây dựng, tiêu chuẩn về Chất thải xây dựng được tái chế Những điều luật đó đã được chính phủ Nhật Bản thực hiện trong xử lý lượng chất thải xây dựng, giúp cho việc phát triển đất nước một cách bền vững

Có thể thấy rằng, một lượng lớn CTRXD chính là nguồn tài nguyên năng lượng lớn nếu biết cách tận dụng cho tái sử dụng Nguồn tài nguyên đó có thể được sử dụng như là vật liệu tái chế mới cho xây dựng cơ sở hạ tầng:

- Sản xuất cốt liệu tái chế từ CTRXD và ứng dụng làm nền, lớp lót cho đường giao thông, hoặc thay thế các cốt liệu tự nhiên trong sản xuất vữa, bê tông

- Sản xuất các vật liệu bền vững trong xây dựng cơ sở hạ tầng giao thông: bê tông dùng cốt liệu tái chế; lợp mái, kè, đắp cho đường xá; Vật liệu kiểm soát chất lượng (CLSM) tận dụng cốt liệu tái chế, san phẳng cho nền đường sử dụng kết hợp phế thải công nghiệp/nông nghiệp (tro bay, thạch cao, xỉ lo cao, tro trấu); asphalt từ cốt liệu tái chế; lề đường, vỉa vè dùng cốt liệu tái chế

- Vật liệu bền vững cho xây dựng công trình: gạch, khối bê tông sử dụng cốt liệu tái chế và phế thải công nghiệp/ nông nghiệp (hướng đến gạch ít xi măng); như là vật liệu thô hay phụ gia trong sản xuất xi măng; sản xuất cọc bê tông cốt thép trong xây dựng nền móng

- Nguồn phế thải có thể được sử dụng nhằm kiểm soát ô nhiễm môi trường

- Xử lý nước thải: Sử dụng sản phẩm tái chế làm vật liệu lọc hoặc làm vật liệu mang (carriers) để xử lý sinh học nước thải

- Xử lý nước và nước biển nhiễm dầu, khắc phục xói lở bờ biển

Trang 34

1.2 Tổng quan nghiên cứu về bê tông sử dụng cốt liệu tái chế từ bê tông

1.2.1 Tính chất của cốt liệu bê tông tái chế (CLBTTC)

Trong hỗn hợp bê tông, thể tích cốt liệu chiếm tỷ lệ lớn nhất (65% - 80%) và đóng vai trò quyết định đến nhiều tính chất khác nhau của bê tông Các tính chất chủ yếu của bê tông sử dụng cốt liệu tái chế ảnh hưởng nhiều đến tính chất của hỗn hợp bê tông có, thể kể đến như: thành phần khoáng, độ rỗng, thành phần hạt, độ hút nước, đặc tính hình dạng, cường độ cốt liệu Một trong những nguyên nhân chính làm ảnh hưởng đến CLBTTC so với bê tông sử dụng CLTN là do có thành phần vữa, xi măng đang còn bám lại trên bề mặt cốt liệu có hàm lượng độ rỗng lớn [21][20]

Thành phần vật liệu của CLBTTC tương tự như thành phần của bê tông thải gốc, với hai thành phần chính là đá tự nhiên và vữa nhân tạo (cát, đá, xi măng) Ngoài ra

có một số thành phần lẫn tạp như sét nung, sét cục, thạch cao, vật liệu hữu cơ, tạp chất [70] Các thành phần này có thể làm giảm chất lượng bê tông nên cần phải loại

bỏ trước khi sử dụng Thành phần vữa và đá xi măng thường có cấu trúc rỗng xốp, kém đồng nhất và có nhiều khuyết tật hơn so với cốt liệu tự nhiên (CLTN) Cho nên, hàm lượng vữa này sẽ ảnh hưởng lớn đến lượng nước trộn, tính công tác và tổn thất tính công tác, khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông, tính thấm và độ bền của bê tông sử dụng CLBTTC

Khi sử dụng công nghệ nghiền và sàng phân loại thì thành phần cấp phối hạt của CLBTTC tương đương với của CLTN [21] và phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của cốt liệu cho vữa và bê tông theo tiêu chuẩn TCVN 7570: 2006 [10], tiêu chuẩn TCVN 11969:2018 cốt liệu lớn sử dụng cho bê tông [8] Chất lượng cốt liệu lớn tái chế có thể đạt yêu cầu mà không cần rửa, mặc dù có một phần hạt mịn bám trên bề mặt hạt cốt liệu [73] CLBTTC thường có hình dạng không xác định do tác động làm vỡ từ

hệ thống nghiền, bề mặt nhám ráp, góc cạnh và rỗng xốp hơn so với CLTN [30] Theo Zaharrieva R [121] bề mặt hạt CLBTTC thường có nhiều vết nứt làm tăng lượng nước và không khí hấp thụ vào trong hạt cốt liệu, nhưng điều đó lại tăng khả năng liên kết giữa đá xi măng và bề mặt hạt cốt liệu Hansen [73] cũng cho rằng cốt liệu

Trang 35

nhỏ được tạo ra từ phế thải bê tông thường thô, ráp và góc cạnh hơn so với cát tự nhiên

Do CLBTTC có cấu trúc rỗng xốp nên có khả năng hút nước mạnh trong quá trình trộn hỗn hợp bê tông, đây là nguyên nhân ảnh hưởng đến độ sụt của hỗn hợp bê tông

sử dụng CLBTTC [117] Tuy nhiên, chính lượng nước do CLBTTC hút vào này sẽ tạo ẩm thoát ra và thực hiện quá trình nội bảo dưỡng hỗn hợp đá xi măng bê tông trong quá trình đóng rắn, giúp cường độ liên kết vùng tiếp xúc tăng và dẫn đến tốc độ tăng cường độ của hỗn hợp bê tông trong 28 ngày đầu thường rất nhanh và thậm chí cao hơn bê tông sử dụng CLTN Ngoài ra, đối với các lỗ rỗng kích thước lớn và hở, hỗn hợp hồ xi măng có thể dễ dàng xâm nhập vào sẽ làm tăng khả năng liên kết giữa

bề mặt hạt CLBTTC và đá xi măng Trên cơ sở các phân tích ở trên, việc nghiên cứu đặc tính vi cấu trúc bề mặt hạt, khống chế độ ẩm tối ưu của vật liệu cần được nghiên cứu Sự làm việc ngắn hạn, dài hạn của bê tông sử dụng CLBTTC cần được theo dõi

và tính toán trong luận án này

CLBTTC luôn có độ hút nước lớn hơn nhiều so với CLTN Cụ thể, độ hút nước của CLBTTC từ bê tông thường là 3-12%, còn từ hỗn hợp CTRXD là 20-25%, trong khi đó của CLTN chỉ là 0,5-1,2% [30] Độ hút nước của các loại CLBTTC khác xa nhau là do hàm lượng đá xi măng và lượng vữa dính trên bề mặt hạt cốt liệu, hàm lượng các thành phần có khả năng hút nước cao như mảnh vỡ gạch xây và gạch ốp lát đất nung, nguồn gốc phế thải bê tông và kích thước hạt [80]

Cường độ của CLBTTC có ảnh hưởng lớn đến cường độ của hỗn hợp bê tông Trước tiên, cường độ của cốt liệu thường được đánh giá qua cường độ đá gốc hay nói cách khác là cường độ của bản thân từng hạt cốt liệu Giá trị này phụ thuộc rất lớn vào cường độ của đá tự nhiên đã dùng làm cốt liệu, tỷ lệ N/X và hàm lượng vữa xi măng của bê tông gốc [73] Ngoài ra, trong quá trình gia công nghiền các mảnh vỡ phế thải bê tông thành các cỡ hạt của cốt liệu cũng có thể làm xuất hiện các vết nứt trên bề mặt và trong CLBTTC, điều này sẽ làm giảm cường độ gốc của hạt cốt liệu [56][58][73] Thứ hai, cường độ của hỗn hợp CLBTTC có thể được đánh giá thông

Trang 36

qua độ hao mòn Los Angeles hay độ nén dập trong xi lanh Độ hao mòn Los Angeles

và cường độ chịu nén dập trong xy lanh của CLBTTC cao hơn nhiều so với CLTN [4][73], nhưng hầu hết các giá trị này của CLBTTC đều đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn TCVN 7570: 2006 [15] hoặc TCVN 11969:2018 [8] Vì đặc trưng cơ học của CLBTTC tương đồng với CLTN nên phạm vi nghiên cứu này tập trung sử dụng cốt liệu lớn bê tông tái chế (CLLBTTC) để thay thế thành phần cốt liệu lớn tự nhiên (CLLTN) trong hỗn hợp bê tông

1.2.2 Biện pháp nâng cao chất lượng cho CLBTTC

Trên thế giới, đã có nhiều nghiên cứu đề xuất phương pháp nhằm hạn chế các nhược điểm và cải thiện chất lượng của CLBTTC như: phương pháp gia công cơ học tách lớp vữa cũ [54][136]; phương pháp hóa học; phương pháp nhiệt học [22][78]; phương pháp hấp phụ các loại vật liệu khoáng puzơlan trên

bề mặt hạt cốt liệu [22][88][128] Các phương pháp này cho phép nâng cao chất lượng CLBTTC cũng như chất lượng BTCLTC với các mức độ rất khác nhau

a) Phương pháp gia công cơ học:

Trong CLBTTC luôn có một phần vữa xi măng cũ tự do, bụi mịn và vữa xi măng cũ bám dính vào hạt cốt liệu tự nhiên (vữa bám dính) Thành phần này

có độ rỗng lớn và có độ hút nước cao, cường độ thấp hơn so với phần đá tự nhiên Do vậy, đây là nguyên nhân chính làm giảm tính công tác của hỗn hợp

bê tông, chất lượng cũng như tính bền vững của bê tông sử dụng CLBTTC [39][86][136]

Để loại bỏ thành phần vữa bám dính ta có thể dùng một trong hai biện pháp:

- Biện pháp thứ nhất: Gia công cơ học tiến hành nghiền, chà sát và sàng

để loại bỏ lượng vữa cũ hoặc tách phần vữa cũ bám dính kém với bề mặt hạt

đá tự nhiên ra khỏi CLBTTC Cụ thể như tăng số máy nghiền trong công đoạn sản xuất [54][136] hoặc sử dụng kết hợp giữa máy đập hàm và máy nghiền

Trang 37

nón, máy nghiền ma sát Tuy nhiên, biện pháp này sẽ làm dây chuyền tái chế CTRXD phức tạp hơn và chi phí đầu tư cũng cao hơn và làm tăng giá thành sản xuất CLBTTC [105]

- Biện pháp thứ hai: Sử dụng dây chuyền tái chế theo chu trình ướt sử dụng vòi nước rửa áp lực cao Tuy nhiên, trong quá trình tái chế cần một lượng nước rửa khá lớn và nước sau khi rửa có hàm lượng kiềm cao, độ pH=12÷13, nên nếu tái sử dụng nước này sẽ làm giảm hiệu quả tách lọc và dây chuyền phức tạp làm tăng chi phí cho việc sản xuất CLBTTC Một phương pháp ướt khác là sử dụng nước có hàm lượng kiềm thấp, có tính axít (HCl, H2SO4 loãng)

có thể tăng hiệu quả loại bỏ thành phần vữa dính bám [78] Tuy nhiên, phương pháp này không áp dụng được cho bê tông gốc sử dụng CLTN có nguồn gốc là

đá cacbonat, do cốt liệu có thể bị hòa tan bằng dung dịch axít Ngoài ra, khi ngâm cốt liệu trong dung dịch axít lâu dài lại có thể tạo ra các vết nứt vi mô trong bê tông do phản ứng giữa xi măng với muối sunphát và các muối khác Sau đó, một phần ion clo đã dính vào các hạt CLNBTTC có thể làm tăng tổng điện lượng truyền qua, cũng như chiều sâu thấm và hệ số thấm ion clo của bê tông sử dụng CLBTTC [78].

b) Phương pháp xử lý bằng cơ nhiệt:

Phế thải bê tông được gia nhiệt tới khoảng 3000C, thành phần đá xi măng trở nên bị giòn, dễ vỡ do mất nước của các sản phẩm thủy hóa CLBTTC đã đốt nóng được chà sát trong máy nghiền có các vật trợ nghiền, mức độ chà sát khác nhau tùy thuộc vào lượng vật liệu trợ nghiền và tốc độ quay của máy nghiền (Hình 1.5) [127]

Với những khó khăn trong việc làm sạch vữa bám dính trên CLBTTC cũng

là một thách thức cho nghiên cứu của đề tài vì chi phí xử lý cốt liệu ban đầu sẽ rất lớn và gặp nhiều khó khăn trong việc sản xuất cốt liệu Để phù hợp với điều kiện ở Việt Nam do quy trình phá dỡ tại nguồn CLBTTC lẫn nhiều tạp chất

Trang 38

khác nhau như gạch, thủy tinh, bùn đất, thạch cao,… tác giả chỉ phân loại xử

lý cốt liệu gốc trước khi tiến hành nghiền vật liệu Mục đích của công việc này

là nghiên cứu khả năng sử dụng CLBTTC phù hợp với điều kiện ở Việt Nam

Hình 1.5 Sơ đồ quá trình tái chế cốt liệu chất lượng cao bằng phương pháp xử

lý nhiệt kết hợp máy nghiền ma sát [127]

1.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của CLBTTC trong hỗn hợp bê tông

Tính chất của hỗn hợp bê tông cũng thay đổi lớn khi sử dụng các loại cốt liệu và hàm lượng dùng CLBTTC khác nhau

1.2.2.1 Thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông sử dụng CLBTTC

Việc thiết kế thành phần bê tông sử dụng CLBTTC là tương tự như bê tông sử dụng CLTN Tỷ lệ thay thế có thể từ 0 - 100% CLTN bằng CLBTTC theo hàm lượng khối lượng hoặc theo hàm lượng thể tích Một số nghiên cứu cho rằng không nên sử dụng cốt liệu nhỏ bê tông tái chế (CLNBTTC) để chế tạo bê tông do khó xác định được chính xác độ hút nước, lượng nước tự do cũng như khối lượng thể tích bão hòa

bề mặt của chúng [44][120] Trong khi đó, một nghiên cứu khác lại cho thấy có thể

sử dụng 10-30% CLNTC trong tổng khối lượng cốt liệu nhỏ mà bê tông vẫn có cường

độ tương đương với bê tông sử dụng CLTN [109] Trong nhiều trường hợp, cường

Trang 39

độ chịu nén của bê tông có thể tăng khi sử dụng lượng xi măng cao hơn hoặc thay thế một phần CLBTTC bằng CLTN [92] Nghiên cứu này giới hạn việc thay thế CLTC cho CLTN với các tỷ lệ thay thế khác nhau

1.2.2.2 Lượng nước nhào trộn và tính công tác của hỗn hợp bê tông

Do độ hút nước của CLBTTC cao hơn so với CLTN nên lượng nước nhào trộn cần nhiều hơn để đảm bảo độ sụt ban đầu của hỗn hợp bê tông Hỗn hợp bê tông sử dụng cốt liệu lớn tái chế và cát tự nhiên cần thêm khoảng 5% nước so với bê tông thường để đạt tính công tác tương đương [38][73] Thực nghiệm cho thấy, CLBTTC khi được trộn ở trạng thái khô sẽ tiếp tục hút nước sau khi trộn Đây là nguyên nhân gây tăng tốc độ tổn thất độ sụt và tính công tác của hỗn hợp bê tông

1.2.2.3 Khối lượng thể tích và hàm lượng bọt khí của hỗn hợp bê tông

Khối lượng thể tích (KLTT) của hỗn hợp bê tông sử dụng CLBTTC thường thấp hơn từ 5-15% so với bê tông sử dụng cốt liệu thường [73] Mức độ giảm KLTT phụ thuộc chủ yếu vào loại và hàm lượng CLBTTC Hơn nữa, hàm lượng bọt khí của bê tông CLBTTC cũng cao hơn (2-5,5%) so với bê tông thường (1,5-2,5%) là do hàm lượng vữa cũ và đá xi măng trong hạt CLBTTC có cấu trúc rỗng xốp và KLTT nhỏ hơn nhiều so với CLTN

1.2.2.4 Cơ sở khoa học cải tiến quy trình trộn trong hỗn hợp bê tông

Quy trình trộn hỗn hợp BTCLTC có thể chọn tương tự trộn hỗn hợp bê tông sử dụng CLTN [73], hoặc sử dụng quy trình trộn khi cho nước vào trong quá trình chế tạo hỗn hợp BTCLTC theo hai giai đoạn (Hình 1 6) [142] Với quy trình trộn này, cường độ của bê tông sử dụng 30% CLBTTC ở tuổi 28 ngày có thể tăng tới 31% nhờ hiệu ứng xâm nhập và điền đầy các lỗ rỗng hở trên bề mặt hạt cốt liệu của hỗn hợp

hồ xi măng tăng cao, đồng thời bao bọc bề mặt hạt cốt liệu và tạo liên kết tốt trong vùng chuyển tiếp (ITZ) [142] Tuy nhiên, khi nghiên cứu cấu trúc vùng ITZ của BTCLTC cho thấy vẫn tồn tại những vùng liên kết yếu giữa vữa cũ với đá tự nhiên

cũ hoặc đá xi măng mới, thậm chí cả khi sử dụng bê tông có tỷ lệ N/X thấp Điều này

Trang 40

có thể lý giải do các tinh thể C-H-S vẫn được hình thành trong các lỗ rỗng nhỏ mà nước có thể bị hút vào nhưng do thời gian trộn hỗn hợp bê tông ngắn, chưa đủ thời gian cho các hạt cốt liệu cọ xát nhau làm tách ra hết phần vữa liên kết kém với bề mặt hạt CLTN và các hạt khoáng chưa lấp đầy tối đa các lỗ rỗng trên bề mặt hạt cốt liệu Ngoài ra, còn một số phương pháp trộn khác như: phương pháp trộn tạo lớp bao phủ bề mặt CLBTTC bằng hỗn hợp hồ xi măng hoặc hồ phụ gia khoáng puzơlan (tro bay, silica fume hoặc xỉ lò cao nghiền mịn) [96]; phương pháp trộn ba giai đoạn (Hình 1.6) được đề xuất bởi Deyu Kong (2010) [47] Kết quả thí nghiệm cho thấy, khi sử dụng phương pháp trộn ba giai đoạn đã tạo được lớp vật liệu puzơlan (tro bay hoặc XLCNM) bao phủ trên bề mặt hạt CLBTTC, giúp cải thiện vi cấu trúc của vùng ITZ cũng như tính chất của bê tông sử dụng CLBTTC Các hạt phụ gia khoáng đã xâm nhập vào vùng ITZ của vữa cũ và vữa mới, đồng thời thực hiện phản ứng puzơlanic với C-H-S trong các lỗ rỗng để hàn gắn vết nứt và lấp đầy lỗ rỗng nên khối lượng thể tích của cốt liệu tăng Tuy nhiên, trên hình ảnh SEM vùng ITZ cũ (giữa cốt liệu và đá xi măng cũ) hoặc trong lớp vữa cũ vẫn tồn tại các vết nứt mà hỗn hợp hồ puzơlan hoặc hạt puzơlan không thể xâm nhập vào được Từ các đánh giá trên, phương pháp trộn theo hai giai đoạn [142] để tiến hành trộn và đúc mẫu BTCLTC được lựa chọn cho thí nghiệm của nghiên cứu này

Hình 1 6 Sơ đồ quy trình trộn hỗn hợp bê tông sử dụng CLBTTC: (a) Sơ đồ

trộn theo hai giai đoạn [142]; (b) Sơ đồ trộn 3 giai đoạn [96]

1.2.2.5 Tính thấm nước và độ hút nước

Ngày đăng: 05/04/2023, 18:32

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[3] Chỉ thị số 41/CT-TTg ngày 01/12/2020 của Thủ tướng Chính phủ về một số giải pháp cấp bách tăng cường quản lý chất thải rắn Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chỉ thị số 41/CT-TTg ngày 01/12/2020 của Thủ tướng Chính phủ về một số giải pháp cấp bách tăng cường quản lý chất thải rắn
Tác giả: Thủ tướng Chính phủ
Năm: 2020
[4] Lê Việt Hùng (2007), "Nghiên cứu sử dụng phế thải phá dỡ công trình làm bê tông và vữa xây dựng,," Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp bộ Xây dựng, Viện Vật liệu Xây dựng, Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu sử dụng phế thải phá dỡ công trình làm bê tông và vữa xây dựng
Tác giả: Lê Việt Hùng
Nhà XB: Viện Vật liệu Xây dựng
Năm: 2007
[5] Quyết định số 1266/QĐ-TTg ngày 18/08/2020 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam thời kỳ 2021-2030, định hướng đến năm 2050 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Quyết định số 1266/QĐ-TTg ngày 18/08/2020 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt Chiến lược phát triển vật liệu xây dựng Việt Nam thời kỳ 2021-2030, định hướng đến năm 2050
Tác giả: Thủ tướng Chính phủ
Năm: 2020
[8] TCVN 11969:2018, "Cốt liệu lớn tái chế cho bê tông," Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam, 2018 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Cốt liệu lớn tái chế cho bê tông
Nhà XB: Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam
Năm: 2018
[9] TCVN 6705:2000 (2000), "Chất thải rắn không nguy hại - Phân loại," Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chất thải rắn không nguy hại - Phân loại
Tác giả: Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường
Năm: 2000
[10] TCVN 7570:2006 (2006), "Cốt liệu cho bê tông và vữa (yêu cầu kỹ thuật)," Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam, p. Pp12 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Cốt liệu cho bê tông và vữa (yêu cầu kỹ thuật)
Nhà XB: Bộ Khoa học và Công nghệ
Năm: 2006
[12] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682:2009 (2009). Tiêu chuẩn xi măng Pooc lăng – Yêu cầu kỹ thuật Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tiêu chuẩn xi măng Pooc lăng – Yêu cầu kỹ thuật
Năm: 2009
[13] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3118:1993 (1993). Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ chịu nén Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ chịu nén
Tác giả: Tiêu chuẩn Việt Nam
Năm: 1993
[14] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4506:2012 (2012). Nước cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nước cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật
Tác giả: Tiêu chuẩn Việt Nam
Năm: 2012
[15] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570:2006 (2006). Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7570:2006
Năm: 2006
[17] Tống Tôn Kiên, LATS (2017), "Nghiên cứu sử dụng phế thải xây dựng trong chế tạo bê tông," Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội, Việt Nam Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu sử dụng phế thải xây dựng trong chế tạo bê tông
Tác giả: Tống Tôn Kiên
Nhà XB: Trường Đại học Xây dựng, Hà Nội, Việt Nam
Năm: 2017
[20] A. K. Padmini., K. Ramamurthy and M. S. Mathews (2009), "Influence of parent concrete on the properties of recycled aggregate concrete," Construction and Building Materials. 23(2), pp. Pp. 829-836 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Construction and Building Materials
Tác giả: A. K. Padmini, K. Ramamurthy, M. S. Mathews
Năm: 2009
[22] A. Katz , "Treatments for the improvement of recycled aggregate," Materials civil engineering. Vol 16 (6), pp. Pp. 597-603, 2004 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Treatments for the improvement of recycled aggregate
Tác giả: A. Katz
Nhà XB: Materials civil engineering
Năm: 2004
[24] ACI 209R-92 (1997), "Prediction of Creep, Shrinkage, and Temperature Effects in Concrete Structures," Reported by ACI Committee 209 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Prediction of Creep, Shrinkage, and Temperature Effects in Concrete Structures
Tác giả: ACI Committee 209
Nhà XB: ACI Committee 209
Năm: 1997
[25] ACI 318-319 (2019), “Building Code Requirements for Structural Concrete”, ISBN: 978-1-64915-056-5, DOI: 10.14359/51716937 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Building Code Requirements for Structural Concrete
Năm: 2019
[28] Ajdukiewicz. A. and Kliszczewicz. A (2002b), "Behavior of RC beams from recycled aggregate concrete," “Innovation and Design with Emphasis on Seismic, Wind and Environmental Loading, Quality Control and Innovation in Materials/Hot Weather Concreting”, Cancun, 10-13 December 2002, Michigan, USA, ACI International SP-209, Supplementary Papers, pp. 19-31 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Innovation and Design with Emphasis on Seismic, Wind and Environmental Loading, Quality Control and Innovation in Materials/Hot Weather Concreting
Tác giả: Ajdukiewicz, A., Kliszczewicz, A
Nhà XB: ACI International SP-209
Năm: 2002
[32] Alnahhal. W and Aljidda. O (2018), "Flexural behavior of basalt fiber reinforced concrete beams with recycled concrete coarse aggregates,"Construction and Building Materials, p. 169: 165–178 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Flexural behavior of basalt fiber reinforced concrete beams with recycled concrete coarse aggregates
Tác giả: Alnahhal. W, Aljidda. O
Nhà XB: Construction and Building Materials
Năm: 2018
[99] Lockrey. S., Nguyen. H., Crossin. E and Verghese, K (2016), "Recycling the construction and demolition waste in Vietnam: Opportunities and challenges inpractice," J. Clean. Prod. 133, 757766.https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.05.175 Link
[114] Nguyen. V. T., Tong. T. K., Dang. T. T. H., Tran. T. V. N., Nguyen. H. G., Nguyen. T. D., Isobe. Y., Ishigaki. T and Kawamoto. K. (2018). , "Current status of construction and demolition waste management in vietnam:Challenges and Opportunities," International Journal of GEOMATE , p. 15 (52) 23–29. https://doi.org/10.21660/2018.52.7194 Link
[118] Qiao-Huan Wang, Jiong-Feng Liang, Chun-Feng He and Wei Li (2021), "Axial Compressive Behavior of Steel Fiber-Reinforced Recycled Coarse Aggregate Concrete-Filled Short Circular Steel Columns," Materials Science and Engineering, no. DOI:10.1155/2021/5516893 Link

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w