Nghiên cứu đề xuất kết cấu mặt đường cứng sử dụng bê tông geopolymer tro bay cốt liệu xỉ thép

Tác giả: PGS. TS. ĐÀO VĂN ĐÔNG - Viện Chiến lược và Phát triển Giao thông vận tải; TS. TRỊNH HOÀNG SƠN - Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải

Sơ đồ khối thể hiện quá trình kiểm toán kết cấu áo đường đề xuất sử dụng bê tông geopolymer tro bay cốt liệu xỉ thép theo Quyết định số 3230/QĐ-BGTVT

Bê tông geopolymer (GPC) là loại bê tông có thành phần vật liệu chế tạo bao gồm hỗn hợp cốt liệu và chất kết dính. Hỗn hợp cốt liệu bao gồm đá dăm, cát hoặc các loại cốt liệu nhân tạo khác. Cốt liệu xỉ thép đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công để thay thế đá dăm và cát trong chế tạo GPC [6]. Chất kết dính cho GPC hoàn toàn không dùng xi măng poóc-lăng như bê tông xi măng truyền thống, mà dùng tro bay và một số phụ gia hóa học đóng vai trò hoạt hóa tro bay [6,11]. Viêc nghiên cứu và sử dụng GPC thay thế cho bê tông xi măng trong xây dựng nói chung và xây dựng mặt đường nói riêng là một giải pháp góp phần bảo vệ môi trường do tận dụng được các chất thải công nghiệp như tro bay và xỉ lò cao, xỉ thép.

Hiện nay, trên thế giới đã và đang có nhiều ứng dụng bê tông geopolymer (GPC) cho kết cấu mặt đường cứng cho đường ô tô, sân bay và bến cảng. Công nghệ thi công chủ yếu bao gồm mặt đường bê tông geopolymer dạng tấm đúc sẵn và mặt đường sử dụng GPC thi công tại chỗ. Tấm bản bê tông GPC đúc sẵn hoặc viên gạch GPC được chế tạo tại nhà máy và vận chuyển đến công trường lắp ghép thành mặt đường. Kết cấu và công nghệ thi công kết cấu mặt đường cứng sử dụng lớp mặt bê tông GPC về cơ bản cũng tương tự như khi sử dụng bê tông xi măng truyền thống. Mặt đường bê tông GPC thi công tại chỗ cũng bao gồm các bước: sản xuất hỗn hợp bê tông GPC tại trạm trộn hoặc trộn tại công trường; kiểm tra hỗn hợp bê tông GPC trước và trong quá trình thi công; vận chuyển hỗn hợp GPC; đặt ván khuôn; thi công lớp ngăn cách; bố trí các phụ kiện của khe nối; đổ bê tông; tạo nhám; cắt khe; bảo dưỡng; tháo ván khuôn; chèn khe; kiểm tra và nghiệm thu. Công nghệ khai thác và duy trì kết cấu mặt đường GPC cũng không có khác biệt so với các kết cấu truyền thống đang sử dụng.

Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước cho thấy, về cơ bản các ứng xử cơ học của vật liệu bê tông GPC hoàn toàn tương tự như bê tông xi măng truyền thống nên việc tính toán thiết kế các kết cấu sử dụng GPC có thể sử dụng các tiêu chuẩn tính toán kết cấu công trình đã có áp dụng cho bê tông xi măng truyền thống để tính toán kiểm toán và thiết kế [7,8,9,10,12]. Trên cơ sở đó, bài báo sử dụng Quy định số 3230/QĐ-BGTVT ban hành tháng 12/2012 [4] về thiết kế mặt đường bê tông xi măng thông thường có khe nối trong xây dựng công trình giao thông để kiểm toán. Từ đó, bài báo đề xuất các kết cấu mặt đường cứng sử dụng bê tông gepolymer tro bay cốt liệu xỉ thép định hướng áp dụng phù hợp với điều kiện ở Việt Nam.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây