Nghiên cứu sử dụng xỉ thép trong xây dựng móng đường ô tô trên địa bàn tỉnh bà rịa vũng tàu luận văn thạc sỹ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI ------ HOàNG ANH GIáP NGHIÊN CứU Sử DụNG Xỉ THéP TRONG XÂY DựNG MóNG đường ô tô trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu NGàNH: Kỹ THUậT XÂY DựNG CÔNG T

TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI

- -

HOàNG ANH GIáP

NGHIÊN CứU Sử DụNG Xỉ THéP TRONG XÂY DựNG MóNG

đường ô tô trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

LUậN VĂN THạC Sĩ Kỹ THUậT

tp hồ chí minh - 2017

TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI

- -

HOàNG ANH GIáP

NGHIÊN CứU Sử DụNG Xỉ THéP TRONG XÂY DựNG MóNG

đường ô tô trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

NGàNH: Kỹ THUậT XÂY DựNG CÔNG TRìNH GIAO THÔNG

Mã Số: 60.58.02.05 CHUYÊN SÂU: XÂY DựNG ĐƯờNG ÔTÔ Và ĐƯờNG THàNH PHố

LUậN VĂN THạC Sĩ Kỹ THUậT

HƯớNG DẫN KHOA HọC:

PGS.TS nguyễn văn hùng

tp hồ chí minh - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn của PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong luận văn này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây

Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình

Tp HCM, ngày …… tháng …… năm 2017 Tác giả luận văn

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Tôi xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn đã chỉ dẫn tận tình và đã đóng góp các ý kiến quý báu để giúp tôi thực hiện luận văn này

Tôi xin trân trọng cảm ơn Phòng Đào tạo sau Đại học trường Đại học Giao Thông Vận Tải đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập nghiên cứu

Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Giao Thông Vận tải, đã tạo điều kiện để tôi được học tập và nghiên cứu

Cuối cùng tôi bày tỏ cảm ơn các đồng nghiệp, gia đình người thân đã giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu

Trân trọng cảm ơn!

Tp HCM, ngày …… tháng …… năm 2017 Tác giả luận văn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH VẼ vi

PHẦN MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: THỰC TRẠNG VIỆC XỬ LÝ VÀ SỬ DỤNG XỈ THÉP Ở BÀ RỊA – VŨNG TÀU 7

1.1 Tổng quan về các điều kiện tự nhiên khí hậu Bà Rịa – Vũng Tàu 7

1.2 Tình hình sản xuất xỉ thép ở tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 13

1.3 Tình hình sử dụng xỉ thép trên thế giới và Việt Nam 16

1.3.1 Tình hình sử dụng xỉ thép trên Thế giới 16

1.3.2 Tình hình sử dụng xỉ thép làm móng đường ô tô tại Việt Nam 20

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG XỈ THÉP LÀM MÓNG ĐƯỜNG TẠI TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU 24

2.1 Tình hình sử dụng vật liệu làm móng đường ô tô tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 24

2.1.1 Quy hoạch giao thông tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đến năm 2020. 24 2.1.2 Sử dụng vật liệu làm móng đường ô tô tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu.25 2.2 Các yêu cầu đối với vật liệu cấp phối làm móng đường ô tô ở Việt Nam 25

2.2.1 Các yêu cầu đối với vật liệu làm móng đường: (22TCN 211-06) 25

2.2.2 Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật đối với cấp phối xỉ thép làm móng đường ô tô theo TCVN 8859-2011 26

2.3 Kết quả thí nghiệm trong phòng các tính chất cơ lý của cấp phối xỉ thép ở tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 28

2.3.1 Kết quả thí nghiệm. 28

2.3.2 Đánh giá về khả năng ứng dụng xỉ thép 39

2.4 Kết luận 52

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ - KỸ THUẬT VIỆC SỬ DỤNG XỈ THÉP TRONG XÂY DỰNG MÓNG ĐƯỜNG Ô TÔ TẠI TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU 53

3.1 Thi công đoạn thử nghiệm 53

3.1.1 Vị trí địa lý đoạn thử nghiệm. 53

3.1.2 Quy mô đoạn thử nghiệm. 53

3.2 Kết quả thử nghiệm hiện trường 54

3.2.1 Phương pháp lấy mẫu và tính chất cơ lý của vật liệu thử nghiệm. 54

3.2.2 Quy trình công nghệ thi công đối với vật liệu thử nghiệm. 59

3.2.3 Kết quả thử nghiệm hiện trường 67

3.3 Đánh giá – Kết luận 72

3.3.1 Cơ sở để đánh giá 72

3.3.2 So sánh hiệu quả Kinh tế - Kỹ thuật. 72

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78

1 Kết luận 78

2 Kiến nghị 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Các đơn vị hành chính thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu 8

Bảng 2.1 Thành phần hạt của cấp phối xỉ thép (CPXT) 27

Bảng 2.2 Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPXT 28

Bảng 2.3 Các so sánh chỉ tiêu cơ lý quy định của đá dăm xỉ thép 36

Bảng 2.4 Tổng hợp tính chất cơ lý của xỉ thép và đá dăm đã được xử lý thống kê: 37

Bảng 2.5 Bảng thành phần hóa của xỉ thép (TFHRC) 40

Bảng 2.6 Bảng thông tin thành phần các chất nguy hại 41

Bảng 2.7 Tính chất vật lý của xỉ thép (TFHRC nhận được năm2008) 42

Bảng 2.8 Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý xỉ thép của một số nghiên cứu các nước trên thế giới 48

Bảng 2.9 Bảng tổng hợp so sánh thành phần hoá học của xỉ và đá dăm ở khu vực phía Nam, % 49

Bảng 2.10 Bảng tổng hợp đánh giá thành phần khoáng vật của xỉ thép 52

Bảng 3.1 Khối lượng mẫu 55

Bảng 3.2 So sánh số liệu thí nghiệm cấp phối đá dăm và xỉ thép 57

Bảng 3.3 Tổng hợp kết quả đo độ chặt móng đường 68

Bảng 3.4 Tổng hợp kết quả đo modul đàn hồi chung của BTN 68

Bảng 3.5 Tổng hợp kết quả đo modul đàn hồi chung xỉ thép và CPĐD 69

Bảng 3.6 Tổng hợp kết quả đo modul đàn hồi chung lớp CPTN 69

Bảng 3.7 Tổng hợp kết quả đo modul đàn hồi chung nền đất 70

Bảng 3.8 Bảng tính modul đàn hồi vật liệu xỉ thép 72

Bảng 3.9 Bảng tính chiều dày lớp CPXT tương ứng modul đàn hồi 73

Bảng 3.10 Bảng tính modul đàn hồi chung của kết cấu 73

Bảng 3.11 So sánh hao phí ca máy thi công thực tế 74

Bảng 3.12 Bảng giá cước phí vận chuyển đến công trình 75

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Bản đồ tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 9

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất thép bằng công nghệ lò điện hồ quang 13 Hình 1.3 Quá trình hình thành xỉ thép 14

Hình 1.4 Nguyên nhiên liệu sử dụng và các phát thải môi trường của công nghệ luyện thép lò điện trung bình 15

Hình 1.5 Sử dụng xỉ thép làm móng đường sắt 17

Hình 1.6 Xỉ thép được dùng để làm móng đường ô tô 19

Hình 1.7 Xỉ thép chuẩn bị san rải làm móng đường 19

Hình 1.8 Sản xuất vật liệu xây dựng từ xỉ thép ở Công ty Vật Liệu Xanh 21

Hình 1.9 Xỉ thép làm móng đường nội bộ nhà máy sản xuất thép đặc biệt POSCO SS-VINA - KCN Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu 21

Hình 1.10 Nền đất ngập nước được xử lý bằng xỉ thép - Nhà máy sản xuất nhôm định hình Toàn Cầu - KCN Mỹ Xuân B1, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu 22

Hình 1.11 Sử dụng xỉ thép làm vật liệu lót móng nhà xưởng Ba Con Cò - KCN Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 22

Hình 1.12 Xỉ thép làm nền hạ Công trình Kho Ngoại quan Thorensen Vinama - KCN Phú Mỹ I, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu 22

Hình 2 1 Lấy mẫu xỉ thép tại nhà may Vật Liệu Xanh, KCN Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh BRVT 30

Hình 2 2 Cân đo mẫu trước khi làm thí nghiệm 30

Hình 2 3 Sàng mẫu qua bộ sàng tiêu chuẩn 31

Hình 2 4 Tính chất cơ lý của xỉ thép và đá dăm (giá trị trung bình) 38

Hình 2 5 Tính chất cơ lý của xỉ thép và đá dăm (tiếp theo) (giá trị trung bình) 38

Hình 2 6 Bãi chứa xỉ thép 42

Hình 2 7 Kết quả phân tích thành phần khoáng của xỉ Thép Việt 51

Hình 2 8 Kết quả phân tích thành phần khoáng của xỉ Thép Miền Nam 51

Hình 3 1 Sơ đồ tuyến thử nghiệm 53

Hình 3 2 Kết cấu móng đường 54

Hình 3 3 Khảo sát, kiểm tra nguồn vật liệu tại công ty VLX 59

Hình 3 4 Bãi chứa vật liệu xỉ thép chuẩn bị thi công tại Long Hải 60

Hình 3 5 Vật liệu được tập kết, chuẩn bị san rải 62

Hình 3 6 Lu lèn lớp cấp phối xỉ thép 65

Hình 3 7 Thi công lớp móng đường đoạn thử nghiệm 66

Hình 3 9 Modul đàn hồi chung các lớp kêt cấu đoạn CPĐD 70

Hình 3 10 Modul đàn hồi chung các lớp kêt cấu đoạn CPĐD 71

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, ngành công nghiệp xây dựng của nước ta đang phát triển rất nhanh, nhu cầu sử dụng các loại vật liệu xây dựng ngày càng lớn, cả về số lượng và chất lượng Nguồn vật liệu cung cấp cho ngành xây dựng nói chung

và trong xây dựng đường ô tô nói riêng đang ngày càng khan hiếm Ở khu vực phía Nam, các vật liệu khoáng dùng trong xây dựng đường ô tô như cốt liệu đá, cát chủ yếu được khai thác tại các tỉnh Đồng Nai, Bình Dương, Bà Rịa - Vũng Tàu Tuy nhiên, do yêu cầu bảo vệ tài nguyên môi trường và môi trường nên khối lượng và khả năng khai thác của các loại vật liệu này đang bị hạn chế Các mỏ đá để sản xuất đá 1x2, 0,5x1… đã được khai thác từ khá lâu và hầu hết thời gian được phép khai thác còn khá ngắn Các nguồn cát hạt thô, hạt trung đang ngày càng khan hiếm, nguồn cát cung cấp cho xây dựng còn lại chủ yếu là cát hạt mịn Vì vậy, để đảm bảo nguồn vật liệu cho xây dựng, xu hướng sử dụng các vật liệu nhân tạo, tái tạo để thay thế một phần vật liệu khoáng tự nhiên trở thành giải pháp tối ưu

Sản lượng xỉ thép hiện nay ở nước ta trung bình từ 0,5 - 1,0 triệu tấn/năm, riêng ở khu vực phía Nam (chủ yếu là tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu), trong

10 năm gần đây, sản lượng xỉ thép do các nhà máy thép sản xuất, ước tính khoảng 0,3 - 0,5 triệu tấn/năm Theo quy hoạch phát triển ngành thép Việt Nam giai đoạn 2007 – 2015, có xét đến năm 2025, chỉ tính riêng khu vực phía Nam nếu các nhà máy thép cùng đi vào hoạt động với công suất luyện thép từ

4 – 5 triệu tấn/năm thì lượng xỉ thép được tạo ra gần 1 triệu tấn/năm

Hiện nay hầu hết các dòng sông, nước biển trong cả nước bị ô nhiễm bởi chất thải công nghiệp chưa qua xử lý đang là vấn đề thời sự nóng bỏng Trong khi đó người dân ở một số địa phương phải hứng chịu ô nhiễm ngay trên mặt đất Trong khi, các cơ quan quản lý, các địa phương có các nhà máy thép

đóng trên địa bàn đang lay hoay tìm giải pháp cho việc xử lý xỉ thép thì một

số doanh nghiệp, nhà máy phải dành một phần không nhỏ quỹ đất để lưu giữ

xỉ thép Tuy nhiên, đây là giải pháp tạm thời, về lâu dài không có đủ các bãi chứa để chứa lượng xỉ thép phát sinh ra hàng ngày

Trong khi, các cơ quan quản lý, các địa phương có các nhà máy thép đóng trên địa bàn đang lay hoay tìm giải pháp cho việc xử lý xỉ thép thì trạng

xử lý xỉ trái phép, đổ đống trong các nhà máy hoặc “Có doanh nghiệp nói là đem xỉ thép sang bán cho Trung Quốc, nhưng có dấu hiệu lén đem ra biển đổ” Khi đó một số doanh nghiệp, nhà máy phải dành một phần không nhỏ quỹ đất để lưu giữ xỉ thép Tuy nhiên, đây là giải pháp tạm thời, về lâu dài không có đủ các bãi chứa để chứa lượng xỉ thép phát sinh ra hàng ngày

Theo Quyết định số 12/2006/QĐ-BTNMT ngày 08/9/2006 của Bộ Tài nguyên và Môi trường về danh mục các phế liệu được phép nhập khẩu có xỉ hạt nhỏ từ quá trình luyện thép, không chứa chất phóng xạ, kim loại nặng, chất thải nguy hại để sử dụng làm vật liệu xây dựng, hạn chế khai thác tài nguyên thiên nhiên; Quy định của Chính phủ tại Nghị định 59/2007/NĐ-CP ngày 09/4/2007 về quản lý chất thải rắn và Quyết định số 2149/QĐ-TTg ngày 17/12/2009 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt Chiến lược quốc gia về quản lý tổng hợp chất thải rắn đến năm 2025, tầm nhìn đến năm 2050 cũng đã khẳng định: Nhà nước ưu tiên, khuyến khích tái chế, tái sử dụng chất thải rắn thông thường, hạn chế chôn lấp; Quyết định số 567/QĐ-TTg ngày 28/4/2010 của Thủ tướng Chính phủ Về việc phê duyệt Chương trình phát triển vật liệu xây dựng không nung đến năm 2020 khẳng định quan điểm “tận dụng tối đa phế thải của các ngành công nghiệp khác” để sản xuất vật liệu xây dựng không nung; Mới đây, Chính phủ đã ban hành Quyết định số 798/QĐ-TTg ngày 25/5/2011 của Thủ tướng Chính phủ về phê duyệt chương trình đầu tư

xử lý chất thải rắn giai đoạn 2011-2020 Trong đó cụ thể hóa mục tiêu tái chế chất thải rắn thông thường từ 2011-2015 là 70%; TCVN 6705:2009 - Phân

loại chất thải rắn thông thường quy định xỉ thép được xem là chất thải rắn

công nghiệp thông thường (không nguy hại) Vì vậy, xỉ thép được khuyến

khích tái chế, tái sử dụng, góp phần bảo vệ môi trường, tiết kiệm tài nguyên

Theo Nghị quyết HĐND tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu tại kỳ họp 11, HĐND tỉnh khóa 5 đã quyết nghị các nội dung cơ bản về phát triển kinh tế xã hội tỉnh

Bà Rịa – Vũng Tàu giai đoạn 2016-2020 Trong đo đặc biệt nhấn mạnh đến vấn đề vấn đề phát triển kinh tế gắn với bảo vệ môi trường

“c) Về bảo vệ môi trường và phát triển bền vững, đến năm 2020:

- Tỷ lệ che phủ cây xanh đạt 44,2%; tỷ lệ che phủ rừng đạt 13,4%

- Tỷ lệ dân số nông thôn được cung cấp nước hợp vệ sinh đạt 100%

- Tỷ lệ dân số thành thị được cung cấp nước sạch 100%

- 100% khu công nghiệp, cụm công nghiệp đang hoạt động có hệ thống xử lý nước thải tập trung đạt tiêu chuẩn môi trường

- Tỷ lệ rác thải y tế, rác thải dầu khí và rác thải công nghiệp (thông thường và nguy hại) thu gom, đã xử lý đạt tiêu chuẩn quốc gia đạt 100%

- Tỷ lệ rác thải sinh hoạt đô thị thu gom, đã xử lý đạt tiêu chuẩn quốc gia đạt 95%

- 100% cơ sở sản xuất xây dựng mới phải áp dụng công nghệ sạch hoặc trang

bị các thiết bị giảm thiểu ô nhiễm đạt tiêu chuẩn môi trường.”

Song song đó, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu cũng xác định trọng tâm phát triển kinh tế dựa trên các linh vực trọng yếu, trong đó nhấn mạnh đến tiếp tục phát huy tiềm năng du lịch của tỉnh nhà Để thu hút được lượng lớn du khách thì ngoài đầu tư về cơ sở hạ tầng đồng bộ, thiên nhiên ưu đãi thì Bà Rịa – Vũng Tàu cần chú trọng bảo vệ môi trường thật tốt

Như vậy, việc doanh nghiệp luyện thép mang xỉ thải đi chôn lấp là không phù hợp với chủ trương, chính sách chung về quản lý chất thải rắn

Nhưng nếu không đem đi chôn lấp thì hiện nay lại không có đơn vị tái chế được xỉ thép thành những sản phẩm được thị trường chấp nhận Lượng xỉ thép đang tồn giữ tại các nhà máy không đơn thuần là chiếm giữ đất, làm kém hiệu quả sử dụng đất mà còn dễ phát tán trong không trung vào những khi gió lớn, gây bụi và ô nhiễm môi trường xung quanh, gây ảnh hưởng đến đời sống và sức khỏe của người dân xung quanh

Lý do chọn đề tài:

Trên thế giới, xỉ thép đã được nghiên cứu, sử dụng làm móng đường ô tô

ở nhiều nước như: Mỹ, Nga, Trung Quốc, Đức, Italia, Anh, Malayxia, Bỉ, Croatia Kết quả của các nghiên cứu cho thấy việc sử dụng xỉ thép thay thế cốt liệu đá dăm làm móng đường có tính khả thi cao, đồng thời nó còn thể hiện nhiều tính chất vượt trội như: xỉ thép hình khối, góc cạnh nhiều, thô ráp,

độ rỗng lớn, bề mặt rỗ làm các hạt có thể chèn móc vào nhau, ổn định cao nếu được đầm chặt; hàm lượng tạp chất hữu cơ, hàm lượng hạt thoi dẹt, độ mài mòn Los-Angeles, các tính chất cơ học và các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sử dụng khi làm móng đường ô tô của xỉ thép đều tương đương hoặc và đạt các yêu cầu để của tiêu chuẩn làm móng đường ô tô

Các nghiên cứu ở Việt Nam về tính chất của xỉ thép để sử dụng móng đường cũng cho thấy, thành phần hóa học và khoáng chất của xỉ thép tương tự như đá, hàm lượng kim loại nặng trong xỉ thép không vượt quá ngưỡng cho phép so với quy định về chất thải rắn của các tiêu chuẩn về môi trường, các chỉ tiêu cơ học của xỉ thép đều rất tốt và thỏa mãn các quy định trong các tiêu chuẩn hiện hành

Ở khu vực phía Nam, các ứng dụng của xỉ thép còn rất hạn chế, khối lượng xỉ thép được đưa vào xử lý rất ít chỉ chiếm gần 20% Xỉ thép sau khi được xử lý một phần được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất xi măng, phần lớn được gia công thành xỉ hạt, cấp phối xỉ sử dụng để san lấp mặt bằng, làm móng các công trình nội bộ

Như vậy, nghiên cứu các tính chất của xỉ thép và khả năng sử dụng xỉ thép trong làm móng đường ô tô, giúp chúng ta đánh giá được tính chất của xỉ thép, đề xuất quy trình công nghệ thi công, nghiệm thu xỉ thép làm móng đường ô tô Việc sử dụng xỉ thép để làm móng đường ô tô một cách hiệu quả

sẽ góp phần tạo ra một lượng vật liệu không nhỏ để giải quyết việc khan hiếm vật liệu trong xây dựng đường ô tô hiện nay Ngoài ra, còn giải quyết việc xử

lý loại phế thải này phải tốn kém kinh phí và ảnh hưởng đến môi trường

2 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: nghiên cứu sử dụng xỉ thép thay thế cấp phối đá dăm làm móng đường ô tô ở tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

3 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu các tính chất của xỉ thép sử dụng làm móng đường ô tô, thi công thử nghiệm một đoạn đường có sử dụng xỉ thép thay thế cấp phối đá dăm làm móng đường ô tô, đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật khi sử dụng xỉ thép làm móng đường ô tô

4 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật khi sử dụng xỉ thép làm móng đường ô tô nhằm tận dụng nguồn nguyên vật liệu có sẵn tại địa phương, giúp giảm giá thành trong các dự án đầu tư xây dựng, góp phần phát triển kinh tế -

xã hội và bảo vệ môi trường tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

5 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm

- Sử dụng phương pháp thống kê

- Tham khảo chọn lọc kết quả của các chuyên gia, nhà nghiên cứu

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

Ý nghĩa khoa học của đề tài:

Xác định được các chỉ tiêu cơ lý, hóa học, khoáng vật của xỉ thép để sử dụng xỉ thép làm móng đường ô tô

Ý nghĩa thực tiển của đề tài:

Nghiên cứu sử dụng cốt liệu xỉ thép để làm móng đường ô tô tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, góp phần làm phong phú thêm chủng loại vật liệu xây dựng

và giải quyết được nguồn vật liệu làm đường ôtô ngày càng khan hiếm, bảo

vệ tài nguyên môi trường

Sử dụng hợp lý xỉ thép, khắc phục được vấn đề chôn lấp và đổ đống tại các khu xử lý chất thải tập trung, mang lại lợi ích kinh tế và bảo đảm được các quy định về bảo vệ môi trường

7 Kết cấu của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn

có kết cấu gồm 03 chương:

Chương 1: Thực trạng việc xử lý và sử dụng xỉ thép ở Bà Rịa – Vũng tàu Chương 2: Đánh giá khả năng sử dụng xỉ thép làm móng đường tại tỉnh

Bà Rịa – Vũng Tàu Chương 3: Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật việc sử dụng xỉ thép

trong xây dựng móng đường ô tô tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

CHƯƠNG 1: THỰC TRẠNG VIỆC XỬ LÝ VÀ SỬ DỤNG XỈ THÉP Ở

BÀ RỊA – VŨNG TÀU 1.1 Tổng quan về các điều kiện tự nhiên khí hậu Bà Rịa – Vũng Tàu

Bà Rịa - Vũng Tàu là một tỉnh ven biển thuộc vùng Đông Nam Bộ Việt Nam Nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, ở vị trí cửa ngõ ra biển Đông của các tỉnh trong khu vực miền Đông Nam Bộ, Bà Rịa - Vũng Tàu kết nối thuận lợi với thành phố Hồ Chí Minh và các địa phương khác bằng đường

bộ, đường không, đường thủy và đường sắt [8]

Bà Rịa – Vũng Tàu được biết đến với thành phố Vũng Tàu, thành phố du lịch biển nổi tiếng và là trung tâm của hoạt động khai thác dầu mỏ phía Nam,

đã từng là trung tâm hành chính của tỉnh Từ ngày 2 tháng 5 năm 2012, trung tâm hành chính – chính trị tỉnh chuyển đến thành phố Bà Rịa

Địa lý

Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu tiếp giáp tỉnh Đồng Nai ở phía Bắc, giáp tỉnh Bình Thuận ở phía Đông, còn phía Tây và phía Nam giáp Biển Đông Khí hậu

Bà Rịa - Vũng Tàu thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa; một năm chia hai mùa rõ rệt Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 đến tháng 10, thời gian này có gió mùa Tây Nam Mùa khô bắt đầu từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau, thời gian này có gió mùa Đông Bắc

Nhiệt độ trung bình hàng năm là 27 °C, tháng thấp nhất khoảng 24,8 °C, tháng cao nhất khoảng 28,6 °C Số giờ nắng rất cao, trung bình hàng năm khoảng 2400 giờ Lượng mưa trung bình 1500mm

Bà Rịa - Vũng Tàu nằm trong vùng ít có bão

Địa hình

Bà Rịa - Vũng Tàu có 7 đơn vị hành chính nằm trên đất liền và một đơn

vị hành chính hải đảo là huyện Côn Đảo Địa hình tỉnh có thể chia làm 4 vùng: bán đảo hải đảo, vùng đồi núi bán trung du và vùng thung lũng đồng

bằng ven biển Bán đảo Vũng Tàu dài và hẹp diện tích 82,86 km2, độ cao trung bình 3-4m so với mặt biển Hải đảo bao gồm quần đảo Côn Lôn và đảo Long Sơn Vùng đồi núi bán trung du nằm ở phía Bắc và Đông Bắc tỉnh phần lớn ở huyện Tân Thành, Châu Đức, Xuyên Mộc Ở vùng này có vùng thung lũng đồng bằng ven biển bao gồm một phần đất của các huyện Tân Thành, Long Điền, Bà Rịa, Đất Đỏ Khu vực này có những đồng lúa nước, xen lẫn những vạt đôi thấp và rừng thưa có những bãi cát ven biển Thềm lục địa rộng trên 100.000 km2

Tổ chức hành chính

Bà Rịa - Vũng Tàu có 2 thành phố trực thuộc tỉnh và 6 huyện Trong đó được chia nhỏ thành 82 đơn vị hành chính cấp xã, trong đó có 7 thị trấn, 29 phường và 46 xã

Bảng 1.1 Các đơn vị hành chính thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Ðơn vị hành

chính cấp

Huyện

Diện tích (km²)

Dân số (người)

Mật độ dân

số (người/km²)

Số đơn vị hành chính

Năm thành lập

2 thị trấn

và 5 xã 9/12/2003 Huyện Đất

2 thị trấn

và 6 xã 9/12/2003 Huyện Châu

14 xã và 1 thị trấn 2/6/1994

Huyện Tân

Thành 306,19 107.000 350

1 thị trấn

và 9 xã 2/6/1994 Huyện Côn

Thị trấn Côn Đảo 10/1991 Huyện

Xuyên Mộc 640,93 136.662 213

1 thi trấn

và 12 xã 1991 Nguồn: Website tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Hình 1.1 Bản đồ tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Quy hoạch đô thị đến năm 2020: Thành phố Vũng Tàu (Đô thị loại I), Thành phố Bà Rịa (Đô thị loại II), Thành phố Tân Thành(Đô thị loại III), Thị xã Long Điền (Đô thị loại IV), Thị xã Đất Đỏ và các huyện Châu Đức, Xuyên Mộc, Côn Đảo Trong đó:

- Thành phố Vũng Tàu là trung tâm kinh tế, văn hóa, dịch vụ công cộng

và đầu mối giao lưu của Miền Đông Nam Bộ cũng như của tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, là trung tâm du lịch, dịch vụ hàng hải phát triển cảng và khai thác dịch vụ dầu khí của cả nước

- Thành phố Bà Rịa là trung tâm hành chính, chính trị của tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

- Thành phố Tân Thành trong tương lai (hiện nay là huyện Tân Thành) được xây dựng là đô thị công nghiệp, cảng biển, là trung tâm kinh tế quan trọng của vùng kinh tế trọng điểm phía nam và của tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

- Các đô thị vệ tinh như Châu Đức, Đất Đỏ, Long Điền, Xuyên Mộc hỗ trợ, cung cấp hàng hóa dịch vụ cho các đô thị cảng biển

Dân số

Tính đến năm 2011, dân số toàn tỉnh đạt gần 1.027.200 người, mật độ dân số đạt 516 người/km² Trong đó dân số sống tại thành thị đạt gần 512.100 người, dân số sống tại nông thôn đạt 515.100 người Dân số nam đạt 513.410 người, trong khi đó nữ đạt 513.800 người Tỷ lệ tăng tự nhiên dân số phân theo địa phương tăng 8,9 ‰

Theo thống kê của tổng cục thống kê Việt Nam, tính đến ngày 1 tháng

4 năm 2009, Trên địa bàn toàn tỉnh có 28 dân tộc và người nước ngoài cùng sinh sống Trong đó, người kinh đông nhất với 972.095 người, tiếp sau đó làngười Hoa có 10.042 người, đông thứ ba là người Chơ Ro với 7.632 người người Khơ Me chiếm 2.878 người, Người Tày có 1.352 người, cùng một số dân tộc ích người khác như người Nùng có 993 người, người Mường có 693 người, người Thái có 230 người, ít nhất là các dân tộc như Người Xơ Đăng, Hà Nhì, Chu Ru, Cờ Lao mỗi dân tộc chỉ có 1 người, Người nước ngoài thì có 59 người

Tôn giáo

Phật giáo: 292.000 tín đồ, 32255 tu sỹ, tăng ni, 334 cơ sở thờ tự

Công giáo: 249.345 tín đồ, 995 linh mục, tu sỹ, 144 cơ sở thờ tự

Cao Đài: 9.148 tín đồ, 458 chức sắc, chức việc, 19 cơ sở thờ tự

Tịnh độ cư sĩ Phật hội Việt Nam: 5.049 tín đồ, 15 chức sắc, 08 cơ sở thờ

tự

Bửu Sơn Kỳ Hương: 1.800 tín đồ

Tin Lành: 7000 tín đồ, 8 chức sắc, 7 cơ thờ tự

Tôn giáo khác: 4,34%

Không theo bất kỳ tôn giáo nào: 46,11%

Mỗi năm, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu tăng thêm khoảng 30.000 dân (chủ yếu

là dân từ các tỉnh thành khác đến sinh sống)

Về lĩnh vực cảng biển: kể từ khi chính phủ có chủ trương di dời các cảng tại nội ô Thành phố Hồ Chí Minh, Bà Rịa-Vũng Tàu trở thành trung tâm cảng biển chính của khu vực Đông Nam bộ, thuộc nhóm cảng biển số 05 bao gồm: TP.Hồ Chí Minh, Đồng Nai và Bà Rịa-Vũng Tàu Các cảng lớn tập trung chủ yếu trên sông Thị Vải Cảng Sài Gòn và Nhà máy Ba Son đang di dời và xây dựng cảng biển lớn tại đây Sông Thị Vải có luồng sâu đảm bảo cho tàu có tải trọng trên 50.000 tấn cập cảng Các tàu container trên 100.000 tấn đã có thể cập cảng BRVT đi thẳng sang các nước châu Âu, châu Mỹ Tính đến nay, toàn tỉnh có 24/52 cảng đã đi vào hoạt động, các cảng còn lại đang trong quá trình quy hoạch và xây dựng Tỉnh BRVT là cửa ngõ giao thương của khu vực Miền Nam, nằm gần đường hàng hải quốc tế và là tỉnh có nhiều cảng biển nhất Việt Nam

Khu công nghiệp

Tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu hiện có các khu công nghiệp và cụm công nghiệp sau:

+ KCN Long Sơn

+ KCN Sonadezi Châu Đức (Khu công nghiệp hiện đại nhất Việt Nam)

+ KCN Phú Mỹ III (Khu công nghiệp đô thị chuyên sâu về công nghiệp

hỗ trợ dành cho nhà đầu tư Nhật Bản)

+ KCN Đá Bạc (Cụm công nghiệp đô thị chuyên sâu về công nghiệp hỗ trợ dành cho nhà đầu tư Nhật Bản)

+ Tổ hợp lọc hóa dầu Long Sơn

+ Đang quy hoạch thêm các khu công nghiệp ở huyện Đất Đỏ

Ngoài ra, tỉnh đã quy hoạch 29 cụm công nghiệp tại các huyện, thành phố trong tỉnh

Giao thông vận tải

Đường bộ: Tỉnh có hệ thống giao thông khá hoàn chỉnh nối các huyện thị với nhau Quốc lộ 51A (8 làn xe) chạy qua tỉnh dài gần 50 km Trong những năm tới sẽ có Đường cao tốc Biên Hòa - Vũng Tàu 6 làn xe song song với Quốc lộ 51A

Đường sông: Hệ thống các cảng biển như nêu trên Từ Vũng Tàu có thể

đi Thành phố Hồ Chí Minh bằng tàu cánh ngầm

Hàng không: Sân bay Vũng Tàu chủ yếu phục vụ cho máy bay trực thăng thăm dò khai thác dầu khí Trong tương lai, Sân bay Quốc tế Long

Thành được xây dựng cách Vũng Tàu 70 km, ranh giới tỉnh khoảng 20 km Tỉnh cũng đang triển khai di dời sân bay Vũng Tàu sang đảo Gò Găng thuộc ngoại thành Vũng Tàu và xây dựng sân bay Gò Găng thành sân bay Quốc tế kết hợp với phục vụ hoạt động bay thăm dò và khai thác dầu khí

- Đường sắt: hiện tại chưa có đường sắt đến tỉnh Theo quy hoạch đến năm 2015 của ngành đường sắt, một đường sắt đôi cao tốc khổ rộng 1.435 m

sẽ được xây dựng nối Tp HCM và Vũng Tàu, tốc độ thiết kế: trên

300 km/g.[6]

1.2 Tình hình sản xuất xỉ thép ở tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Hiện nay, thép được sản xuất bằng 3 công nghệ: Công nghệ lò cao - lò chuyển thổi ô xy - đúc liên tục; Công nghệ lò điện hồ quang - đúc liên tục; Công nghệ lò thùng Ngoài các công nghệ chính nêu trên, có hai công nghệ mới phát triển là: hoàn nguyên nấu chảy - luyện thép lò chuyển - đúc liên tục, hoàn nguyên trực tiếp - luyện thép lò điện - đúc liên tục Ở Việt nam, phần lớn thép được sản xuất bằng công nghệ lò điện hồ quang - đúc liên tục (02) [10]

Hình 1.2 Sơ đồ công nghệ sản xuất thép bằng công nghệ lò điện hồ quang

Xỉ là phế thải trong công nghiệp luyện kim, làm phế phẩm trong quá trình sản xuất kim loại từ quặng sắt hay quá trình tinh chế kim loại không nguyên chất Trong quặng sắt thường có lẫn những tạp chất sét và cát nên khi sản xuất người ta thường cho vào cùng với quặng sắt một hàm lượng đá vôi thích hợp nhất định vào lò nung Trong quá trình nung, giữa quặng sắt và đá vôi có phản ứng tạo thành các hợp chất silicat canxi, silicat alumin và silicat aluminate canxi magie Xỉ thép được nấu chảy ở nhiệt độ 1400 – 1600oC Ở nhiệt độ này các hợp chất nóng chảy hoàn toàn Khối lượng riêng của các hợp chất nóng chảy này nhỏ hơn so với gang nên nổi lên trên Người ta tháo ra ngoài và gọi là xỉ

Hình1.3 Quá trình hình thành xỉ thép

Như vậy, với sản lượng phối thép hiện nay ở Việt Nam trung bình khoảng 5 – 6 triệu tấn thép/năm thì lượng xỉ thép được tạo ra khoảng 0,5 – 1,0

165 kg bụi Nhiệt thải

2 m3 nước thải

165 kg xỉ

19 kg bụi lò

16 kg vảy oxit sắt 2,5 kg bùn lắng

17 kg vật liệu chịu lửa 0,8 kg dầu

3 kg chất khác

1 tấn thép sản phẩm

triệu tấn/năm Trong tương lai, chỉ tính riêng khu vực phía Nam nếu các nhà máy thép cùng đi vào hoạt động với công suất luyện thép từ 4 – 5 triệu tấn/năm thì lượng xỉ thép được tạo ra gần 1 triệu tấn/năm

Các loại xỉ thép được tạo ra phụ thuộc vào phương pháp làm mát khối kim loại tan chảy, phụ thuộc vào loại kim loại được sản xuất (xỉ kim loại không màu và kim loại màu) và quy trình sản xuất thép (loại lò)

Hình 1.4 Nguyên nhiên liệu sử dụng và các phát thải môi trường của công

nghệ luyện thép lò điện trung bình

Theo phương pháp làm mát xỉ thép được chia làm 3 loại:

Xỉ tinh thể: có xenlulo hoặc cấu trúc rỗng (kết quả của bong bóng khí được tạo ra trong khối nóng chảy) và thường được coi là thuộc nhóm cốt liệu với trọng lượng bình thường;

Xỉ dạng hạt: trong sản xuất thì xỉ hạt có kích cỡ bằng hạt cát được tạo ra

Do cấu tạo của nó, vật liệu này có tính chất ổn định với nước và sự có mặt của

chất hoạt hóa thích hợp bên trong (chẳng hạn như canxi hiđrôxít) nó sẽ ứng

xử một cách tương tự như xi măng Portland;

Xỉ trương nở hoặc xỉ sủi bọt thì rỗng hơn và có khối lượng nhỏ hơn so với xỉ làm mát bằng không khí

Dựa vào loại kim loại được chế tạo, xỉ được chia thành hai nhóm cơ bản:

xỉ kim loại không màu (từ việc sản xuất nhôm, hợp kim sắt-crôm và hợp kim sắt-mangan) và xỉ kim loại màu (từ việc sản xuất và đúc sắt, thép)

Dựa vào quy trình sản xuất thép: quy trình trong lò thổi (xỉ BOF), lò điện

hồ quang (EAF) và lò Martin (EAF (L))

1.3 Tình hình sử dụng xỉ thép trên thế giới và Việt Nam

1.3.1 Tình hình sử dụng xỉ thép trên Thế giới

Ngay từ năm 1589, người Đức đã làm ra quả pháo đúc từ sắt xỉ Và nhiều bằng chứng cho thấy Xỉ thép đã được sử dụng rất nhiều trong các công trình tại Châu Âu ngay từ thế kỷ 18

Lịch sử dùng xỉ thép trong xây dựng đường bộ được bắt đầu vào thời kỳ

đế chế La Mã, xỉ thép được sử dụng như vật liệu cơ bản của xây dựng Con đường được làm từ xỉ thép đầu tiên được xây dựng tại Anh vào năm 1813 đến năm 1880 xỉ được sử dụng để trải đường tại khắp châu Âu và Hoa Kỳ Xỉ thép xuất hiện tại Hoa Kỳ cùng với quá trình di cư lên châu Mỹ Người ta biết đến xỉ với một loạt những ứng dụng tuyệt vời song trước thế kỷ 20, tại

Mỹ nó chỉ được sử dụng để làm móng đường sắt [9]

Hình 1.5 Sử dụng xỉ thép làm móng đường sắt

Sản xuất tăng lên, yêu cầu về những ứng dụng mới của xỉ thép được đặt

ra và ứng dụng ngay lúc đó chính là việc xây dựng những con đường quân sự trong thế chiến 1 Năm 1918, Hiệp hội Xỉ quốc gia Mỹ được thành lập Hội có nhiệm vụ quản lý và sử dụng xỉ như một tài nguyên quốc gia

Hiện nay tại Châu Âu, Mỹ và các nước tiên tiến trên thế giới, xỉ thép không còn được xem là chất thải nguy hại nếu đã qua quá trình xử lý, tái chế, đồng thời quy định ràng buộc các công ty sản xuất thép phải có dây chuyền, công nghệ tái chế xỉ thép, bụi lò cao để biến thành chất thải thông thường Các sản phẩm xỉ thép đã qua sử dụng bao gồm:

- Xỉ được nghiền thành hạt

- Xỉ được khuôn đúc thành dạng viên hoặc tấm

Xỉ thép được nghiền, xay để có nhiều kích cỡ khác nhau và được sử dụng vào nhiều mục đích như Xây dựng, Giao thông, Thủy lợi, Công nghiệp, Nông nghiệp, …

Trên thế giới, xỉ thép được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng cầu đường, bao gồm:

- Làm các loại móng đường giao thông

- Làm cốt liệu bê tông xi măng hay bê tông nhưạ

- Làm gạch, cấu kiện đúc sẵn không nung

- Làm phụ gia xi măng, bê tông hạt mịn hoặc cát nhân tạo

- Làm nền hạ công trình

Xỉ thép được sử dụng nhiều nhất cho các công trình giao thông thay cho các lớp vật liệu dạng hạt hoặc làm cốt liệu cho các lớp mặt đường Ở Mỹ, hằng năm có tới 60% - 80% lượng xỉ thép được tái chế phục vụ các hạng mục của công trình giao thông

Theo thống kê ở Châu Âu 85% lượng BOC (BasicOxygen Steelmaking slag) đã được tái sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, trong đó 42% được ứng dụng trong xây dựng Còn ở Đức, con số 70% lượng xỉ EAG (Elictric Arc Furnace slag) thì 66% được ứng dụng trong xây dựng, 4% còn lại được

sử dụng vào mục đích khác

Theo TS Minoru Fujiwara, Giám đốc điều hành hiệp hội xỉ Nhật Bản thì quá trình sản xuất xỉ lò cao và xỉ thép đã được áp dựng rộng rãi ở nhiều nước, đặc biệt là Nhật Bản Theo số lượng thống kê trong ngành công nghiệp thép Nhật Bản, lượng xỉ lò cao trung bình là 290 kg/tấn gang và lượng xỉ thép trung bình cho 130kg/tấn thép Tổng sản lượng xỉ lò cao và xỉ thép theo số liệu thống kê năm 2004 tại Nhật Bản là 37 triệu tấn Những loại xỉ này đã, đang được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả như là vật liệu thô cho lĩnh vực xây dựng tại Nhật Bản

Trên thế giới đã có rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu về xỉ thép và cho những kết quả nhất định

Hình 1.6 Xỉ thép được dùng để làm móng đường ô tô

Bên cạnh lĩnh vực giao thông, trên thế giới hiện nay xỉ thép cũng được ứng dụng vào rất nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó đáng kể nhất là lĩnh vực xây dựng Các nhà khoa học đã nghiên cứu để thay thế đá bằng xỉ thép làm cốt liệu bê tông cho các công trình xây dựng, được đánh gia là mang lại hiệu quả cao về kinh

tế và bảo vệ môi trường đồng thời công trình vẫn đảm bảo chất lượng

Hình 1.7 Xỉ thép chuẩn bị san rải làm móng đường

Bên cạnh đó, thành phần chính của xỉ thép là các khoáng chất CS, CA,

CA có trong thành phần xi măng Portland nên xỉ thép được dùng cho việc tái chế thành phụ gia phục vụ quá trình sản xuất xi măng

1.3.2 Tình hình sử dụng xỉ thép làm móng đường ô tô tại Việt Nam

Hiện nay xỉ thép được nghiên cứu để ứng dụng làm móng đường ô tô tại Viêt Nam rất nhiều và đã thu được những kết quả nhất định Sau đây tác giả xin liệt kê một số nghiên cứu tiêu biểu:

- “Nghiên cứu khả năng sử dụng xỉ thép làm cốt liệu để sản xuất bê tông nhựa nóng ở miền Nam Việt Nam” Luận án tiến sỹ của Nguyễn Văn Du, Trường Đại học Giao thông Vận tải;

- “Nghiên cứu sử dụng hạt xỉ thải nhà máy thép khu vực tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu làm phụ gia khoáng cho bê tông xi măng trong xây dựng mặt đường ô tô” Luận văn thạc sỹ khoa học của Trần Hữu Bằng, Trường ĐH GTVT CSII Kết quả của đề tài 1:

- “Nghiên cứu ứng dụng xỉ thép thay thế cốt liệu đá dăm của thành phần

bê tông nhựa trong xây dựng mặt đường ôtô” Luận văn thạc sỹ khoa học của

Tạ Thị Huệ, Trường ĐH GTVT CSII Kết quả của đề tài 36:

- Các ứng dụng của xỉ thép trong xây dựng ở khu vực phía Nam: Công

ty TNHH Vật Liệu Xanh đã đầu tư nhà máy sản xuất VLXD từ xỉ lò điện hồ quang tại KCN Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu Quy trình sản xuất của nhà máy như sau: xỉ thép được thu gom từ các nhà máy luyện thép được đưa vào thiết bị nghiền, sàng và tuyển từ; thành phẩm được đưa ra bãi chứa, sử dụng để san lấp và làm móng các công trình xây dựng (0)

25, 26

-

Hình 1.8 Sản xuất vật liệu xây dựng từ xỉ thép

ở Công ty Vật Liệu Xanh

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đã có một số công trình

sử dụng xỉ thép làm vật liệu xây dựng như nhà máy thép Pomina 3; KCN Phú

Mỹ 1, huyện Tân Thành; Nhà máy nhôm định hình; KCN Mỹ Xuân Conac; KCN Mỹ Xuân A2; Nhà máy thép đặc biệt Posco SS-VINA … (0 - 0)

B1-25, 26

Hình 1.9 Xỉ thép làm móng đường nội bộ nhà máy sản xuất thép đặc biệt POSCO SS-VINA - KCN Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa

Vũng Tàu

Hình 1.10 Nền đất ngập nước được xử lý bằng xỉ thép - Nhà máy sản xuất nhôm định hình Toàn Cầu - KCN Mỹ Xuân B1, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu

Hình 1.11 Sử dụng xỉ thép làm vật liệu lót móng nhà xưởng Ba Con Cò -

KCN Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

Hình 1.12 Xỉ thép làm nền hạ Công trình Kho Ngoại quan Thorensen Vinama - KCN Phú Mỹ I, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

* Một số ứng dụng từ xỉ thép hiện nay:

Hiện nay nhiều nước tiên tiến trên thế giới, xỉ thép không được xem là chất thải nếu đã qua xử lý, tái chế, đồng thời quy định bắt buộc các công ty

luyện thép phải tái chế xỉ thép, hạn chế chôn lấp Các sản phẩm xỉ đã qua xử

lý gồm: Xỉ đã được nghiền thành hạt, xỉ đã được hóa rắn thành dạng viên hoặc tấm, xỉ được nghiền, đập, sàng, xay đến kích thước nhất định sẽ được sử dụng vào nhiều mục đích Ứng dụng của xỉ thép có thể được kể đến như sau:

- Thay thế cốt liệu cho bê tông xi măng

- Ứng dụng xỉ thép trong lĩnh vực xây dựng giao thông và công trình thủy lợi:

+ Xỉ thép cho nền, móng đường

+ Xỉ thép cho bê tông nhựa

+ Xỉ thép cho công trình thủy lợi

- Các ứng dụng khác của xỉ thép: được ứng dụng rộng rãi trong công tác

xử lý nền, bao gồm thi công nền hạ công trình, chống lún, chống lầy cho các công trình kho bãi và nhà xưởng

CHƯƠNG 2: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG XỈ THÉP LÀM MÓNG

ĐƯỜNG TẠI TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU 2.1 Tình hình sử dụng vật liệu làm móng đường ô tô tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

2.1.1 Quy hoạch giao thông tại tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đến năm 2020

Trong những năm gần đây, mạng lưới giao thông đường bộ tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu phát triển mạnh mẽ, ngày càng hoàn thiện theo hướng hiện đại Tỉnh

cơ bản hoàn thành bộ khung kết cấu chung về hạ tầng giao thông với tổng chiều dài là 3.670km, gồm 133,62km đường Quốc lộ; 436,27km tỉnh lộ; 381km đường đô thị; 601,86km huyện lộ; 1.562km đường xã và khoảng 400km đường chuyên dùng

Nhìn chung mạng lưới đường bộ trên địa bàn đã được đồng bộ từ Quốc lộ, các tỉnh lộ, hệ thống đường huyện, thị, thành phố, đường xã, nông thôn Kết nối đường bộ, cảng biển, sân bay thông suốt, hợp lý Việc đầu tư, phát triển kết cấu

hạ tầng giao thông thời gian qua đã tạo động lực thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội của tỉnh

Ngành Giao thông vận tải đã chú trọng công tác quy hoạch giao thông gồm các tuyến trục theo hướng Đông Tây, Bắc Nam liên hoàn và trải khắp các vùng trên địa bàn Ba tuyến Quốc lộ 51, Quốc lộ 55 và Quốc lộ 56 với tổng chiều dài 132km được nâng cấp theo tiêu chuẩn đường cấp 3 đồng bằng, đây là 3 tuyến đóng vai trò là mạch chủ, xương sống của giao thông đường bộ của tỉnh Ngoài

ra, tỉnh đang tập trung để đầu tư xây dựng tuyến đường liên cảng Cái Mép - Thị Vải chạy dọc theo hệ thống cảng, các khu công nghiệp tại huyện Tân Thành, nối với đường cao tốc liên vùng phía Nam tại huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai Đây là tuyến đường vận tải công nghiệp cực kỳ quan trọng, kết nối việc vận chuyển hàng hóa từ khu vực cảng, các khu công nghiệp của Bà Rịa - Vũng Tàu với thành phố Hồ Chí Minh và vùng kinh tế trọng điểm phía Nam

Việc sớm đầu tư hoàn thiện hệ thống kết cấu hạ tầng thiết yếu của Bà Rịa - Vũng Tàu sẽ đáp ứng được nhu cầu về vận tải phục vụ hệ thống cảng, kết nối hệ thống đường giao thông hệ thống cảng Cái Mép - Thị Vải với các đường quốc

lộ, các đường vành đai của khu vực và sân bay Long Thành để khai thác ưu thế vượt trội của tỉnh về cảng nước sâu, khi tuyến đường này hoàn thành, sẽ rút ngắn đáng kể cự ly vận chuyển hàng hoá từ khu vực cảng về thành phố Hồ Chí Minh và vùng Tây Nam bộ [1],[2],[3]

2.1.2 Sử dụng vật liệu làm móng đường ô tô tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Hiện nay trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu vật liệu làm móng đường chủ yếu được làm từ đá Vật liệu đá tại Bà Rịa – Vũng Tàu chủ yếu được khai thác tại mỏ đá núi Dinh, huyện Tân Thành Đá sau khi khai thác được nghiền, sàng và trộn thành các loại cấp phối khác nhau để sử dụng vào mục đích cụ thể Tùy theo yêu cầu thiết kế của công trình, móng đường ô tô tại tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu có thể có các loại như sau:

- Móng đường bằng cấp phối đá dăm

- Móng đường bằng đá dăm macadam

- Móng đường bằng đá 4x6

-

Tuy nhiên hiện nay trữ lượng đá tại các mỏ trên địa bàn tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu không còn nhiều, cần phải có giải pháp căn cơ hơn để đảm bảo được nguồn vật liệu cho phát triển hạ tầng giao thông Vấn đề đặt ra là phải nghiên cứu những loại vật liệu có khả năng thay thế được vật liệu đá làm móng đường nhưng vẫn đảm bảo đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật, kinh tế đề ra

2.2 Các yêu cầu đối với vật liệu cấp phối làm móng đường ô tô ở Việt Nam

2.2.1 Các yêu cầu đối với vật liệu làm móng đường: (22TCN 211-06)

Cấu tạo hoàn chỉnh áo đường mềm gồm có tầng mặt và tầng móng, mỗi tầng lại có thể gồm nhiều lớp vật liệu

Tầng mặt: ở trên, chịu tác dụng trực tiếp của tải trọng bánh xe (gồm lực thẳng đứng và lực ngang, có giá trị lớn) và các nhân tố thiên nhiên (như mưa, nắng, nhiệt độ, )

Tầng móng: ở dưới chỉ chịu tác dụng lực thẳng đứng Nhiệm vụ của nó là phải phấn bố làm giảm nhỏ ứng suất thẳng đứng truyền xuống nền đường tới một giá trị để đất nền có thể chịu đựng được mà không tạo nên biến dạng quá lớn

Do lực thẳng đứng truyền xuống ngày càng bé đi nên để tiết kiệm tầng móng có cầu tạo gồm nhiều lớp vật liệu có cường độ giảm dần từ trên xuống Thông thường có 2 lớp: lớp móng trên và lớp móng dưới

Do không chịu tác dụng bào mòn trực tiếp, tác dụng lực ngang mà chỉ chịu lực thẳng đứng nên vật liệu làm tầng móng không yêu cầu cao như tầng mặt và

có thể dùng các vật liệu rời rạc, chịu bào mòn kém nhưng chủ yếu lại đòi hỏi có

+ Lớp móng dưới: cấp phối đá dăm loại 2, đất, cát gia cố xi măng, đất gia

cố nhựa, cấp phối sỏi suối, cấp phối sỏi ong, cấp phối sỏi sạn (cấp phối đồi)

2.2.2 Xác định các chỉ tiêu kỹ thuật đối với cấp phối xỉ thép làm móng đường

ô tô theo TCVN 8859-2011

Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn này, tác giả nghiên cứu về vấn đề

sử dụng xỉ thép để thay thế cấp phối đá dăm làm móng đường Tuy nhiên, hiện nay xỉ thép chưa có tiêu chuẩn để xác định các chỉ tiêu kỹ thuật khi làm móng

Vì vậy, sử dụng tiêu chuẩn của cấp phối đá dăm để đánh giá cốt liệu

CPXT có cỡ hạt danh định Dmax = 25 mm

CPXT có cỡ hạt danh định Dmax

c) Cấp phối loại Dmax = 19 mm thích hợp dùng cho việc bù vênh và tăng cường trên các kết cấu mặt đường cũ trong nâng cấp, cải tạo

- Yêu cầu về chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPXT:

Các chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPXT được quy định tại Bảng 2.2

Bảng 2 2 Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu CPXT

Phương pháp thử Loại I Loại II

ở tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

2.3.1 Kết quả thí nghiệm

- Nguồn vật liệu:

+ Cấp phối đá dăm: Mỏ đá núi Dinh, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

+ Cấp phối xỉ thép: Tại công ty Vật Liệu Xanh, khu công nghiệp Phú Mỹ

1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

- Danh sách các phòng thí nghiệm hợp chuẩn được Bộ Xây Dựng công nhận mà học viên đã tiến hành thí nghiệm gồm:

+ Phòng thí nghiệm kiểm định trọng điểm đường bộ, môi trường và an toàn giao thông thuộc Công ty cổ phần UTC2, mã số LAS-XD 1398

Địa chỉ: Số 450-451 - Lê Văn Việt - P Tăng Nhơn Phú A - Quận 9 - Tp

Hồ Chí Minh

+ Phòng thí nghiệm VLXD & Kiểm định công trình – LAS XD456 thuộc

Sở Giao thông Vận tải tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Địa chỉ: Số 93 Lý Thường Kiệt, Phường 1, Thành phố Vũng Tàu, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

+ Phòng thí nghiệm VLXD & Kiểm định công trình – LAS XD1279 thuộc công ty TNHH Kiến trúc và Xây dựng Bà Rịa

Địa chỉ: Tổ 4, Ấp 4, Xã Tân Hưng, Thành phố Bà Rịa, Tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu

Bên cạnh đó, học viên cũng tham khảo thêm kết quả thí nghiệm về chỉ tiêu

cơ lý, hóa học của các nhà khoa học đã nghiên cứu trước đây

- Số lượng mẫu thử đã thực hiện:

+ Cấp phối đá dăm : 6 tổ mẫu

+ Cấp phối xỉ thép : 6 tổ mẫu

Các mẫu thử đều có cỡ hạt danh định Dmax < 25 mm

Một số hình ảnh về công tác lấy mẫu và thí nghiệm

Hình 2 1 Lấy mẫu xỉ thép tại nhà may Vật Liệu Xanh, KCN Phú Mỹ 1,

huyện Tân Thành, tỉnh BRVT

Hình 2 2 Cân đo mẫu trước khi làm thí nghiệm

Hình 2 3 Sàng mẫu qua bộ sàng tiêu chuẩn

Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý xỉ thép được thể hiện trong bảng phụ lục 2.1; CPĐD được thể hiện trong bảng phụ lục 2.3