Luận án Nghiên cứu sử dụng cát đỏ Bình Thuận và tro bay nhiệt điện vĩnh tân làm móng và mặt đường giao thông nông thôn khu vực Duyên Hải Nam Trung Bộ

iên cứu bê tông Mỹ (American Concrete Institute (ACI) tại 
ACI 318-05 [55], khi nghiên cứu tính chất của bê tông, trên cơ sở kết quả thực 
nghiệm, xây dựng đƣợc các công thức chuyển đổi giữa cƣờng độ chị nén, cƣờng 
độ chịu kéo khi ép chẻ và cƣờng độ kéo uốn nhƣ sau: 
Rech = 0,56 Rn
(1/2)
 (2.33) 
57 
Rku = (0,62 ÷ 0,7) Rn
(1/2)
 (2.34) 
Trong đó: 
+ Rn: Cƣờng độ chịu nén, MPa 
+ Rech: Cƣờng độ chịu kéo khi ép chẻ, MPa 
+ Rku: Cƣờng độ chịu kéo khi uốn, MPa 
2.8. Kết luận chƣơng 2 
- Đã nghiên cứu cơ sở lý thuyết về độ chặt theo các lý thuyết cấp phối của 
các tác giả Fuller, Talbot, Weymouth, N.N.Ivanov làm cơ sở nghiên cứu cấp phối 
hỗn hợp vật liệu thực nghiệm tại chƣơng 3 theo lý thuyết của Fuller. 
- Đã nghiên cơ sở lý thuyết, khoa học về sự hình thành cƣờng độ của vật liệu 
gia cố nhƣ đất gia cố vôi, xi măng, ứng xử của vôi và xi măng với đất, đặc biệt là 
nghiên cứu cơ sở và cơ chế hình thành cƣờng độ của vật liệu đất gia cố xi măng 
kết hợp với tro bay thông qua việc giải thích các phản ứng hóa – lý, trao đổi ion, 
thủy hóa, đóng rắn và cho thấy rằng hoàn toàn có thể sử dụng tro bay với một 
hàm lƣợng thích hợp để gia cố đất nhằm tăng cƣờng độ, giảm tính thấm, trƣơng 
nở và co ngót. Trên cơ sở các lý thuyết nghiên cứu, khuyến cáo trong các tiêu 
chuẩn về vật liệu gia cố chất vô cơ và kết quả thực nghiệm của một số tác giả, 
nghiên cứu đề xuất tỉ lệ hàm lƣợng xi măng trong các thực nghiệm hỗn hợp vật 
liệu gia cố có sự tham gia của cát đỏ và tro bay 6%, 8% và 10%. 
- Đã nghiên cứu nguyên tắc hình thành cƣờng độ và thiết kế cấp phối bê 
tông thông thƣờng cũng nhƣ bê tông hạt nhỏ theo nguyên tắc cơ học đất và 
nguyên lý bê tông và chỉ ra tỉ lệ N/CKD là chỉ tiêu quan trọng trong thiết kế thành 
phần bê tông và đề xuất tỉ lệ N/CKD trong các thực nghiệm bê tông hạt nhỏ trong 
hỗn hợp cát đỏ, cát nghiền, tro bay và xi măng. 
- Đã nghiên cứu các quy định kĩ thuật trong và ngoài nƣớc các chỉ tiêu tối 
thiểu quy định về cƣờng độ Rn, Rech, Edh đối với các lớp kết cấu (lớp móng, mặt) 
dùng cho đƣờng ô tô nói chung và đƣờng GTNT nói riêng, qua đó làm cơ sở so 
sánh đối chiếu với các kết quả thực nghiệm vật liệu gia cố cũng nhƣ bê tông hạt 
nhỏ sử dụng cát đỏ, tro bay, xi măng làm lớp móng, mặt đƣờng giao thông khu 
vực duyên hải Nam Trung Bộ cũng nhƣ khu vực tỉnh Bình Thuận. 
58 
CHƢƠNG 3 
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM TRONG PHÒNG VẬT LIỆU ĐỊA 
PHƢƠNG LÀM MÓNG VÀ MẶT ĐƢỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN 
3.1. Cát đỏ 
a) Đặc điểm phân bố vật liệu cát đỏ 
Theo các nghiên cứu hệ tầng Phan Thiết đƣợc đề cập trong các tài liệu địa 
chất ở Việt Nam với tên gọi “cát đỏ Phan Thiết”, “cao nguyên cát đỏ Phan Thiết”, 
tầng Phan Thiết, tầng Lƣơng Sơn, cát đỏ Phan Thiết phân bố rộng rãi trong khu 
vực dải ven biển từ khu vực huyện Tuy Phong kéo dài về phía sân bay Phan 
Thiết, trên bề mặt, chúng bị các hoạt động của gió chi phối, tạo nên các thành tạo 
cát gió sinh. 
Cũng theo các nghiên cứu dọc ven biển từ Cam Ranh, Hòn Đỏ, Maviec, Tuy 
Phong, Bắc Phan Thiết, Nam Phan Thiết và Hàm Tân đến đảo Phú Quý, Côn Đảo 
cát đỏ phân bố với diện lộ khác nhau và các độ cao khác nhau từ 0m đến 200m. 
Từ các bãi triều ở bờ biển nam Phan Thiết, Tuy Phong đến các cao nguyên Sông 
Lũy, Mũi Né, đến các bậc thềm biển phân bậc rõ ràng nhƣ ở Maviec, cát đỏ có sự 
phân bố khá đa dạng. Chiều dài phân bố cát đỏ theo đƣờng bờ biển khoảng 270 
km; chiều dài dọc phân bố theo quốc lộ 1 khoảng 235 km, chiều rộng cát đỏ phân 
bố tƣơng đối rộng trong khoảng từ 2 km đến 21,5 km [41]. 
Hình 3. 1 Hình ảnh các đồi cát đỏ tại Bình Thuận 
b) Đặc tính kỹ thuật của cát đỏ 
* Cát đỏ phục vụ công tác thực nghiệm 
Cát đỏ thực nghiệm lấy từ các đồi cát (đụn cát) tại Phan Thiết, tỉnh Bình 
59 
Thuận, cát đỏ đƣợc lựa chọn sạch và đóng bao vận chuyển đến phòng thí nghiệm 
bộ môn vật liệu, trƣờng đại học Giao thông vận tải. 
Hình 3. 2 Hình ảnh cát đỏ đƣợc thu thập để thực nghiệm 
* Các chỉ tiêu thí nghiệm đặc tính kỹ thuật của cát đỏ: 
- Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý: các chỉ tiêu cơ lý và tiêu chuẩn tham chiếu 
đƣợc tiến hành thực nghiệm nhƣ trong Bảng 3.1 sau đây: 
Bảng 3. 1 Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn thí nghiệm 
STT Chỉ tiêu thí nghiệm Tiêu chuẩn thí nghiệm 
1 
Thành phần hạt và mô đun độ mịn, 
hàm lƣợng hạt <0,075 
TCVN 4198:2014 [12] 
2 Khối lƣợng riêng 
ASTM D 2937-00 [58] / TCVN 
4195:2012 [14] 
3 Độ ẩm, độ hút nƣớc 
ASTM D 2216 [60] / TCVN 
4196:2012 [15] 
4 
Khối lƣợng thể tích bão hòa và khối 
lƣợng thể tích khô 
TCVN 4202:2012 [16] 
5 
Khối lƣợng thể tích lèn chặt tự nhiên 
và lèn chặt hoàn toàn khô 
TCVN 7572 – 6: 2006 [23] 
6 Độ rỗng TCVN 4201:2012 [17] 
- Phương pháp thí nghiệm: Tiêu chuẩn thí nghiệm và phƣơng pháp thí 
nghiệm các chỉ tiêu cơ lý đƣợc thí nghiệm theo các tiêu chuẩn quy định riêng. 
Hình 3. 3 Mẫu cát đỏ Bình Thuận và khuôn thí nghiệm 
60 
- Kết quả thí nghiệm: 
+ Thí nghiệm thành phần hạt: kết quả thí nghiệm thành phần hạt của cát đỏ 
Bình Thuận trong Bảng 3.2 sau đây: 
Bảng 3. 2 Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu thành phần hạt cát đỏ Bình Thuận 
TT 
Cỡ mắt 
sàng 
(mm) 
Cát đƣợc 
giữ lại (g) 
Lƣợng sót 
sàng riêng biệt 
(%) 
Lƣợng sót sàng 
tích lũy(%) 
Lƣợng lọt 
sàng (%) 
1 5 0 0,00 0,00 100,00 
2 2,5 0 0,00 0,00 100,00 
3 1,25 0,7 0,1 0,10 99,90 
4 0,63 6,23 0,89 0,99 99,01 
5 0,315 52,6 25,81 26,80 73,20 
6 0,14 211,03 41,58 68,38 31,62 
7 0,075 403,99 31,62 100 0,00 
 Mk 0,963 
Biểu đồ 3. 1 Thành phần hạt của cát đỏ Bình Thuận 
+ Một số chỉ tiêu khác: kết quả các chỉ tiêu cơ lý của cát đỏ Bình Thuận nhƣ 
trong Bảng 3.3 sau đây: 
Bảng 3. 3 Một số chỉ tiêu cơ lý khác của cát đỏ Bình Thuận 
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Giá trị 
1 Khối lƣợng riêng g/cm3 2,57 
2 Độ ẩm % 0,41 
3 Độ hút nƣớc % 2,761 
4 Khối lƣợng thể tích khô g/cm3 2,464 
5 Khối lƣợng thể tích bão hòa nƣớc g/cm3 2,482 
6 Khối lƣợng thể tích lèn chặt tự nhiên g/cm3 1,490 
61 
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Giá trị 
7 Khối lƣợng thể tích lèn chặt hoàn toàn khô g/cm3 1,529 
8 Độ rỗng % 41 
+ Thành phần khoáng của cát đỏ: kết quả thí nghiệm thành phần khoáng của 
cát đỏ Bình Thuận trong Bảng 3.4 sau đây: 
Bảng 3. 4 Thành phần khoáng của cát đỏ Bình Thuận 
Thành phần Hàm lƣợng (%) 
Quartz- SiO2 89 - 91 
Felspat- K0,5Na0,5AlSi3O8 ≤ 1 
Illit - KAl2[AlSi3O10](OH)2 ≤ 1 
Kaolinit + Clorit 5 - 7 
Gơtit - Fe2O3 1 – 2 
Hàm lƣợng sét < 0,07 
+ Kết quả xác định độ ẩm tối ƣu: 
Bảng 3. 5 Bảng kết quả thí nghiệm độ ẩm tối ƣu 
1 2 3 4 5 
Kí hiệu mẫu 1,1 1,2 2,1 2,2 2,3 3,1 4,1 4,2 5,1 5,2 
Khối lƣợng hộp 
nhôm (g) 
24,6 25,6 24 25 25,4 24,6 24,2 26 25,8 25 
Khối lƣợng hộp 
nhôm + cát ẩm 
(g) 
59,4 60,4 45,3 51,6 48,2 42,8 61,8 61,4 66,2 64,8 
Khối lƣợng hộp 
nhôm + cát khô 
(g) 
57,4 58,4 43,5 49,8 46 41,2 57,8 57,2 61 60 
Khối lƣợng cát 
khô (g) 
32,8 32,8 19,5 24,8 20,6 16,6 33,6 31,2 35,2 35 
Khối lƣợng 
nƣớc (g) 
2 2 1,8 1,8 2,2 1,6 4 4,2 5,2 4,8 
Độ ẩm (%) 6,098 6,098 9,231 7,258 10,680 9,639 11,905 13,462 14,773 13,714 
Độ ẩm trung 
bình (%) 
6,098 8,244 10,159 12,683 14,244 
62 
Bảng 3. 6 Bảng kết quả thí nghiệm khối lƣợng thể tích khô 
Cát đầm - Mẫu số 1 2 3 4 5 
w = Hàm lƣợng nƣớc, % 6 8 10 12 14 
Hàm lƣợng nƣớc trung bình thực tế, % 6,098 8,244 10,159 12,683 14,244 
Khối lƣợng cát và khuôn nén (g) 3566,8 3771,2 3838,8 3793 3707,8 
Khối lƣợng khuôn (g) 1759,6 1759,6 1759,6 1759,6 1759,6 
Thể tích khuôn (cm3) 929 929 929 929 929 
Khối lƣợng cát ƣớt trong khuôn (g) 1807,2 2011,6 2079,2 2033,4 1948,2 
Khối lƣợng thể tích bão hòa nƣớc (g/cm3) 1,9453 2,1653 2,2381 2,1888 2,0971 
Khối lƣợng thể tích khô (g/cm3) 1,834 2,000 2,032 1,942 1,836 
Biểu đồ 3. 2 Độ ẩm tối ƣu của cát đỏ 
- Kết quả: 
+ Độ ẩm tối ƣu bằng 10,117 % 
+ Khối lƣợng thể tích khô tối đa bằng 2,032 g/cm3 
* Đánh giá chung: 
Qua kết quả của các thí nghiệm thành phần hạt, các chỉ tiêu cơ lý và thành 
phần khoáng của cát đỏ, có thể thấy rằng cát đỏ khu vực Bình Thuận là loại cát 
mịn (Mk = 0,963 < 2), đảm bảo độ sạch, có các thành phần hóa học phù hợp để 
thực hiện các giải pháp gia cố với xi măng, tro bay cũng nhƣ có thể phối trộn với 
loại cát khác dùng để chế tạo vật liệu làm móng, mặt đƣờng nói chung, mặt 
đƣờng giao thông nông thôn nói riêng. 
63 
3.2. Tro bay 
a) Khu vực phân bổ 
Nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân nằm trên khu vực xã Vĩnh Tân, huyện Tuy 
Phong, tỉnh Bình Thuận, tổng thể có 5 nhà máy nhiệt điện, trong đó có 1 nhà máy 
nhiệt điện mở rộng, công suất của mỗi nhà máy là 1200 MW và công suất của 
mhà máy mở rộng là 600MW, nhƣ vậy tổng công suất của toàn khu nhiệt điện 
gần 5,4 GW. 
Hình 3. 4 Tổng quan vị trí khu vực nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân 
Lƣợng tro xỉ thải ra hàng ngày nếu tất cả các nhà máy cùng đƣa vào 
hoạt động là khoảng 15.000 tấn/01 ngày cần thể tích chiếm dụng là 17.000 m3 để 
chứa, lƣợng xả thải này là quá lớn. Hiện nay bãi thải xỉ tính riêng của Nhà máy 
Vĩnh Tân 2 của khu Nhiệt điện Vĩnh Tân đƣợc đắp đê bao đến cốt cao độ là 27 m, 
trên diện tích khoảng 35 ha, cơ bản nay đã quá tải và sắp hết chỗ chứa. Các bãi 
thải xỉ của các Nhà máy khác đang xây dựng ở khu vực bên cạnh các nhà máy và 
cần một diện tích rất lớn (khoảng 100 ha). 
Hình 3. 5 Một số ảnh về tro bay Vĩnh Tân 
64 
b). Thực nghiệm các chỉ tiêu cơ lý 
* Các chỉ tiêu thí nghiệm: 
Bảng 3. 7 Các chỉ tiêu và tiêu chuẩn thí nghiệm đối với tro bay 
STT Chỉ tiêu thí nghiệm Phƣơng pháp thử 
1 
Chỉ số hoạt tính cƣờng độ, phần trăm 
so với mẫu đối chứng 
TCVN 6882:2001 
2 
Lƣợng nƣớc yêu cầu, phần trăm so 
với mẫu đối chứng 
TCVN 8825:2011 
3 Độ trƣơng nở Autoclave ASTM C151 
4 Lƣợng lọt sàng 45mm TCVN 8827:2011 
5 
- MKN 
- Độ ẩm 
TCVN 6882:2001 
TCVN 8262:2009 
6 
Thành phần khoáng: CaO, SiO2, 
Fe2O3, Al2O3, Na2O, SO3 
TCVN 8262:2009, TCVN 141:2008 
* Phương pháp thí nghiệm: 
Phƣơng pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử theo ASTM C618 và tiêu chuẩn 
Việt Nam TCVN 6882:2001. 
c) Kết quả thí nghiệm: 
- Tro bay sử dụng trong nghiên cứu thí nghiệm là tro bay Vĩnh Tân thực hiện 
thí nghiệm trên cơ sở phƣơng pháp lẫy mẫu theo TCVN 10302:2014 và ASTM 
C618, các chỉ tiêu thí nghiệm theo ASTM C311, ASTM C151, ASTM C618, 
ASTM188. 
- Thí nghiệm tại Trung tâm kỹ thuật Tiêu chuẩn đo lƣờng chất lƣợng 3-KT3-
00016AXD9 thuộc Tổng cục đo lƣờng chất lƣợng. 
Bảng 3. 8 Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu tro bay Vĩnh Tân 
STT Chỉ tiêu thí nghiệm 
Đơn 
vị 
Kết quả 
Phƣơng 
pháp thử 
Chỉ tiêu 
tro bay 
loại F 
1 
Chỉ số hoạt tính cƣờng 
độ với xi măng pooc 
lăng sau 7 ngày so với 
mẫu thử 
% 90,4 
ASTM 
C311-17 
≥ 75 
2 Chỉ số hoạt tính cƣờng % 91,5 ASTM ≥ 75 
65 
STT Chỉ tiêu thí nghiệm 
Đơn 
vị 
Kết quả 
Phƣơng 
pháp thử 
Chỉ tiêu 
tro bay 
loại F 
độ với xi măng pooc 
lăng sau 28 ngày so với 
mẫu thử 
C311-17 
3 
Lƣợng nƣớc yêu cầu so 
mẫu đối chứng 
% 104 
ASTM 
C311-17 
≤ 105 
4 
Lƣợng nƣớc yêu cầu so 
mẫu đối chứng 
ml 242 
5 
Lƣợng nƣớc yêu cầu so 
mẫu thử 
ml 253 
6 Độ trƣơng nở Autolave % 0,05 
ASTM 
C151-16 
≤ 0,8 
7 
Phần còn lại trên sàng 
0,045mm 
% 16,8 
ASTM 
C618-15 
≤ 34 
8 
Hàm lƣợng mất khi nung 
(MKN) 
% 4 
ASTM 
C311-17 
≤ 12 
9 Độ ẩm % 0,1 
ASTM 
C311-17 
≤ 3 
10 Khối lƣợng riêng g/cm3 2,5 
ASTM 188-
16 
- 
11 
Hàm lƣợng kiềm có hại 
của phụ gia sau 28 ngày 
% 0,32 
ASTM 
C311-17 
- 
12 SO3 % 0,4 
ASTM 
C311-17 
≤ 3 
13 Al2O3 % 24,5 
ASTM 
C311-17 
- 
14 Fe2O3 % 12,5 
ASTM 
C311-17 
- 
15 SiO2 % 51,4 - 
66 
STT Chỉ tiêu thí nghiệm 
Đơn 
vị 
Kết quả 
Phƣơng 
pháp thử 
Chỉ tiêu 
tro bay 
loại F 
16 Cao % 0,66 - 
 SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 % 88,4 ≥ 70 
Bảng 3. 9 So sánh một số chỉ tiêu của tro bay Vĩnh Tân với một số tro bay 
khác [45], [49] 
STT 
Tro bay 
nhiệt điện 
SiO2 
(%) 
Al2O3 
(%) 
Fe2O3 
(%) 
Cao 
(%) 
SO3 
(%) 
MKN 
(%) 
1 Vĩnh Tân 51,4 24,5 12,5 0,66 0,4 4 
2 Phả Lại 46,23 17,17 3,81 0,49 0,61 28,22 
3 Na Dƣơng 29,66 18,6 10,5 21,7 10,6 4,4 
4 Sơn Động 51,07 8,94 25,65 1,28 1,06 7,11 
5 Uông Bí 1,2 85 < 0,008 0,58 6-8 
6 Ninh Bình 70 < 0,008 0,06-0,12 22 
7 Duyên Hải 1 84 0,63 0,32 12 
8 Vũng Áng 53,26 23,74 6,79 - 0,21 10,8 
d). Đánh giá 
So với tro bay của một số nhà máy nhiệt điện khác, tro bay Vĩnh Tân có hàm 
lƣợng gần tƣơng tự với tro bay Vũng Áng, hàm lƣợng SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 cao 
hơn các tro bay khác, mặt khác hàm lƣợng SO3 và MKN của tro bay Vĩnh Tân lại 
thấp hơn, do đó có thể thấy tro bay Vĩnh Tân có lợi thế hơn so với các tro bay 
khác, ít bị tác động ăn mòn (do hàm lƣợng SO3 thấp) và cƣờng độ vật liệu cao 
hơn do hàm lƣợng SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 cao, cũng nhƣ có thể sử dụng trực tiếp 
do có hàm lƣợng MKN thấp (4%). 
Trên cơ sở kết quả thí nghiệm, so sánh với các tiêu chuẩn TCVN 
10302:2014, phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa, xi măng, tro bay 
Vĩnh Tân là loại tro a xít, các chỉ số tƣơng ứng với tro bay loại F (tổng hàm lƣợng 
SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 = 88,4% >70%), các chỉ số hàm lƣợng riêng lẻ SiO2, Al2O3, 
67 
Fe2O3 tƣơng đối lớn lần lƣợt ở các mức 51,4%, 12,5%, 24,5% và hàm lƣợng SO3, 
CaO, MKN ở mức thấp, lần lƣợt là 4%, 0,66%, 0,4% đều đảm bảo cho phép có 
thể sử dụng trực tiếp cho chế tạo vật liệu gia cố cũng chế tạo bê tông. 
3.3. Xi măng 
- Loại xi măng: xi măng dùng thí nghiệm là loại PC40 VICEM Bút Sơn đáp 
ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 2682:2009 Xi măng pooc lăng – Yêu cầu 
kỹ thuật, xi măng là thành phần chất kết dính để liên kết các hạt cốt liệu, tạo ra 
cƣờng độ vật liệu chế tạo. 
- Kết quả các chỉ tiêu thí nghiệm: 
Bảng 3. 10 Các chỉ tiêu cơ lý của xi măng VICEM Bút Sơn PC40 
Tên chỉ tiêu Đơn vị 
Tiêu chuẩn 
thử nghiệm 
Kết quả thử 
nghiệm 
Yêu cầu kĩ 
thuật (TCVN 
2682:2009) 
Cƣờng độ nén 
- 3 ngày 
- 7 ngày 
- 28 ngày 
MPa 
TCVN 6016: 
1995 
29,0 
41,4 
49,1 
≥ 21 
≥ 40 
Thời gian đông kết 
- Bắt đầu 
- Kết thúc 
phút 
TCVN 6017: 
1995 
105 
160 
≥ 45 
≤ 375 
Khối lƣợng riêng g/cm3 
TCVN 4030: 
2003 
3,1 
Lƣợng nƣớc tiêu chuẩn % 
TCVN 6017: 
1995 
30,0 
Độ nghiền mịn % 
TCVN 4030: 
2003 
2,15 ≤ 15 
Độ dẻo tiêu chuẩn % 
TCVN 
6017:1995 
26,1 
Độ ổn định thể tích theo PP 
Le Chatelier 
mm 
TCVN6017:1
995 
1,27 ≤ 10 
Thành phần khoáng chất 
 - C3S 
 - C2S 
 - C3A 
 - C4AF 
% 
% 
% 
% 
51,74 
24,20 
8,16 
10,35 
3.4. Cát nghiền 
Cát nghiền thực hiện trong các thí nghiệm đƣợc lấy từ mỏ khu vực Hàm 
Đức, huyện Hàm Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận, vận chuyển về phòng thí nghiệm 
68 
bộ môn vật liệu xây dựng, trƣờng đại học Giao thông vận tải. 
a) Các chỉ tiêu và phương pháp thí nghiệm: 
- Các chỉ tiêu thí nghiệm: 
+ Thành phần hạt 
+ Mô đun độ lớn 
+ Khối lƣợng riêng, khối lƣợng thể tích 
+ Hàm lƣợng bụi, sét 
+ Lƣợng hữu cơ so với màu chuẩn 
- Phương pháp thí nghiệm: 
+ Lấy mẫu thử, chuẩn bị mẫu theo tiêu chuẩn TCVN 4787:2001 [26]. 
b) Kết quả các chỉ tiêu thí nghiệm: 
- Kết quả thành phần hạt của cát: Thành phần hạt của cát thí nghiệm theo 
tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9205:2012 - Cát nghiền cho bê tông và vữa; kết quả 
thành phần hạt của cát nghiền nhƣ Bảng 3.10 sau đây: 
Bảng 3. 11 Bảng thành phần hạt của cát nghiền [13] 
Mắt sàng 
(mm) 
Khối lƣợng 
sót riêng 
biệt (gam) 
Lƣợng sót 
riêng biệt 
(%) 
Lƣợng 
sót tích 
lũy (%) 
Lƣợng sót tích tũy 
(%) Quy định tại 
TCVN 9205:2012 
Mô 
đun độ 
lớn 
 Cát thô Cát mịn 
5 6,5 0,32 0,32 0 0 
3,09 
2,5 357,5 17,82 17,82 0 ÷ 25 0 
1,25 555 27,67 45,49 15 ÷ 50 0 ÷ 15 
0,63 448 22,33 67,82 35 ÷ 70 5 ÷ 35 
0,315 306,5 15,28 83,10 65 ÷ 90 10 ÷ 65 
0,14 231,5 11,54 94,64 80 ÷ 95 65 ÷ 85 
So sánh thành phần hạt của cát nghiền với Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 
9205:2012 Cát nghiền cho bê tông và vữa – Yêu cầu kĩ thuật, cho thấy cát nghiền 
có thành phần hạt nằm trong giới hạn max - min yêu cầu thể hiện nhƣ trong Biểu 
đồ 3.3, đảm bảo trong chế tạo vữa cũng nhƣ bê tông. 
69 
Biểu đồ 3. 3 Thành phần hạt của cát nghiền 
- Kết quả các chỉ tiêu cơ lý của cát nghiền: 
Bảng 3. 12 Tính chất cơ lý của cát nghiền 
STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Kết quả 
Phƣơng pháp thí 
nghiệm 
1 Khối lƣợng riêng g/cm3 2,69 TCVN 7572-4:2006 
2 Khối lƣợng thể tích khô g/cm3 2,651 TCVN 7572-4:2006 
3 
Khối lƣợng thể tích bão hòa 
nƣớc 
g/cm3 2,662 TCVN 7572-4:2006 
4 Độ hút nƣớc % 2,541 TCVN 7572-4:2006 
5 
Khối lƣợng thể tích lèn chặt 
tự nhiên 
g/cm3 1,642 TCVN 7572-4:2006 
6 
Khối lƣợng thể tích lèn chặt 
hoàn toàn khô 
g/cm3 1,601 TCVN 7572-4:2006 
7 Độ ẩm % 1,01 TCVN 7572-4:2006 
c) Đánh giá 
- Qua kết quả của các thí nghiệm thành phần hạt, các chỉ tiêu cơ lý và thành 
phần khoáng của cát nghiền, cát đảm bảo độ sạch, có các thành phần hóa học phù 
hợp để thực hiện các giải pháp gia cố với xi măng, tro bay cũng nhƣ có thể phối 
trộn với loại cát khác dùng để chế tạo vật liệu làm móng, mặt đƣờng nói chung, 
mặt đƣờng giao thông nông thôn nói riêng. 
- Thành phần hạt của cát nghiền cho thấy loại cát này đảm bảo điều kiện 
trong chế tạo vữa cũng nhƣ bê tông. 
Lư
ợ
n
g 
só
t 
tí
ch
 lũ
y 
(%
) 
Cỡ sàng (mm) 
70 
3.5. Phụ gia 
Theo nghiên cứu, phân tích tại mục 2.6, nhằm giảm lƣợng nƣớc và thuận lợi 
trong công tác chế tạo mẫu cũng nhƣ trong thi công, nghiên cứu sử dụng thêm 
phụ gia dẻo, đó là là gia Roadcon – SPR3000. Phụ gia này thông dụng trên thị 
trƣờng, có một số đặc tính kỹ thuật nhƣ là phụ gia dẻo, kéo dài thời gian thủy hóa 
của xi măng, kéo dài thời gian ninh kết bê tông, không chứa clorua và phù hợp 
với các tiêu chuẩn ASTM và tiêu chuẩn Việt Nam. 
3.6. Nƣớc 
Nƣớc dùng cho hỗn hợp vật liệu thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật của tiêu 
chuẩn Việt Nam TCVN 4506:2012. Khi xác định lƣợng nƣớc trộn cho hỗn hợp 
vật liệu có chú ý đến độ ẩm của cát ở trạng thái tự nhiên; lƣợng nƣớc đƣợc điều 
chỉnh theo độ ẩm và độ hút nƣớc của cốt liệu. 
3.7. Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng cát đỏ Bình Thuận gia cố xi 
măng và tro bay Vĩnh Tân 
3.7.1. Kế hoạch và phƣơng pháp thực nghiệm 
Cát đỏ thí nghiệm là cát đỏ khu vực Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận, tro bay thí 
nghiệm là tro bay nhà máy nhiệt điện Vĩnh Tân, tỉnh Bình Thuận, xi măng thực 
nghiệm loại PC40 VICEM Bút Sơn đáp ứng theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 
2682:2009. 
Các chỉ tiêu và phƣơng pháp - tiêu chuẩn thí nghiệm nhƣ sau: 
- Chế bị mẫu thử theo TCVN10186-2014 [10]. 
- Xác định cƣờng độ chịu nén mẫu thí nghiệm theo ASTM D1633 [57]. 
- Xác định cƣờng độ chịu kéo khi ép chẻ mẫu thí nghiệm theo TCVN 
8862:2011 [19]. 
- Xác định mô đun đàn hồi mẫu thí nghiệm theo TCVN 5276:1993 [30]. 
Trên cơ sở nghiên cứu cơ sở lý thuyết hình thành cƣờng độ của vật liệu gia 
cố, tỉ lệ xi măng khuyến cáo trong các tiêu chuẩn [9], [10], [18] và kết quả nghiên 
cứu của một số tác giả nhƣ phân tích tại Chƣơng 2, thực nghiệm với tỉ lệ cát 
đỏ/tro bay 90%/10%, 95%/5%, 100%/0% ứng với các tỉ lệ xi măng 6%, 8%, 10%. 
71 
- Chế bị mẫu theo các tiêu chuẩn và xác định các chỉ tiêu cƣờng độ chịu nén, 
chịu kéo khi ép chẻ, mô đun đàn hồi mẫu thí nghiệm. 
3.7.2. Trình tự thực nghiệm 
- Lấy các mẫu cát đỏ, tro bay, xi măng thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý, thành 
phần hạt, khoáng chất. Tiến hành ủ mẫu và đầm nén tiêu chuẩn xác định độ chặt, 
độ ẩm tối ƣu của các tổ hợp cát đỏ, tro bay, xi măng. 
- Trộn hỗn hợp vật liệu: trộn hỗn hợp cát đỏ, tro bay, xi măng theo tính toán 
và tiến hành đúc mẫu. 
- Bảo dƣỡng và thí nghiệm các chỉ tiêu của vật liệu gia cố. 
- Tổng hợp, xử lý kết quả thí nghiệm, đánh giá và đƣa ra nhận xét, kết luận. 
Hình 3. 6 Máy trộn cƣỡng bức 
Hình 3. 7 Khuôn và chày đầm 
72 
Hình 3. 8 Một số hình ảnh đúc mẫu 
Hình 3. 9 Bảo dƣỡng mẫu và mẫu thí nghiệm 
Hình 3. 10 Thí nghiệm cƣờng độ chịu nén, ép chẻ, mô đun đàn hồi 
3.7.3. Thực hiện và kết quả thực nghiệm 
3.7.3.1. Mục đích 
Thực nghiệm này đƣợc thực hiện để xác định các chỉ tiêu cƣờng độ của vật 
liệu nhƣ cƣờng độ chịu nén nở hông, cƣờng độ kéo khi ép chẻ nhằm kiến nghị sử 
dụng vật liệu làm lớp móng, mặt đƣờng giao thông nông thôn. 
3.7.3.2. Yêu cầu chung 
- Khái niệm: Hỗn hợp vật li