Nghiên cứu hệ số thấm của đất cát san lấp trộn xi măng

Tác giả: ThS. NCS. LƯƠNG THỊ BÍCH
              NGUYỄN DUY PHONG
              PGS. TS. TRẦN NGUYỄN HOÀNG HÙNG
             Trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh

Kết quả đầm nén cát san lấp

Công nghệ đất trộn xi măng (SCM) đã được áp dụng phổ biến ở nhiều nước trên thế giới cho nhiều mục đích khác nhau như gia cố đất yếu, đê, đập, tường ngăn vách hố đào... Công nghệ SCM thi công nhanh vì vật liệu thi công chỉ gồm đất, xi măng và sẵn sàng chịu tải công trình sau 28 ngày. Các đặc trưng cơ - lý của đất trộn xi măng (soilcrete) là kết quả của các phản ứng hóa học xảy ra giữa khoáng trong đất, xi măng và nước tạo ra các chất keo kết dính, hóa rắn theo thời gian bảo dưỡng làm giảm lỗ rỗng của đất và cải thiện các tính chất cơ học của đất [10,13].

Trong tất cả các ứng dụng của soilcrete, các ảnh hưởng đến các đặc tính cơ-lý-hóa của soilcrete cần được nghiên cứu kỹ. Các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu quả của đất trộn xi măng đã được nhiều tác giả nỗ lực nghiên cứu như loại đất và các đặc tính của đất (giới hạn atterberg, phân bố cỡ hạt của đất, hàm lượng hữu cơ trong đất), loại và hàm lượng xi măng, phương pháp trộn và đầm nén, điều kiện và thời gian bảo dưỡng [13,16,20,21,22]. Cường độ và mô-đun biến dạng đất trộn xi măng tăng theo hàm lượng xi măng và tăng theo thời gian bảo dưỡng [13,21,22]. Đất cát trộn xi măng có cường độ cao hơn đất sét trộn xi măng. Với hàm lượng hạt sét tăng, một lượng lớn xi măng cần thiết để tăng cường độ soilcrete [13,17]. Hàm lượng hữu cơ thường làm giảm cường độ soilcrete [12]. Tỷ lệ nước/xi măng cao làm giảm cường độ soilcrete [18]. Cường độ của đất trộn xi măng phụ thuộc vào các thành phần hóa học của xi măng. Đất trộn xi măng portland thông thường (OPC) với 98% clinke có cường độ cao hơn xi măng xỉ (PCS) [14]. Mẫu đất trộn xi măng bằng phương pháp trộn ướt có cường độ chịu nén tại 28 ngày tuổi cao hơn so với mẫu bằng phương pháp trộn khô [16].

Ngoài sự cải thiện về mặt cơ học của đất trộn xi măng, thấm cũng là một trong những đặc trưng vật lý quan trọng của soilcrete, đặc biệt khi đất được xử lý được sử dụng cho các công trình với mục đích ngăn nước [23]. Một số nghiên cứu về thấm của soilcrete tạo từ đất cát đã được thực hiện với các khía cạnh khác nhau như hàm lượng xi măng, thời gian bảo dưỡng, tỷ lệ nước trên xi măng (w/c) và loại xi măng [9,10,15]. Nhìn chung, hệ số thấm đất cát trộn xi măng giảm so với mẫu đất cát tự nhiên và giảm khi tăng hàm lượng xi măng [6,8,9,10]. Hệ số thấm của soilcrete tạo từ đất cát giảm từ 14x10-8 m/s đến 0,27 x 10-8 m/s khi xi măng tăng từ 5% đến 20% [9]. Alkaya & Esener (2011) đã báo cáo hệ số thấm mẫu soilcrete tạo từ đất cát trộn 5%, 10% xi măng là rất thấp khoảng 10-10 m/s. Hệ số thấm cát trộn xi măng phụ thuộc vào loại xi măng. Cát trộn xi măng xỉ (PCS) có hệ số thấm thấp hơn xi măng thông thường (OPC), xi măng có độ mịn lớn hơn trộn đất cát cho hệ số thấm thấp hơn [14]. Hệ số thấm soilcrete giảm theo thời gian bảo dưỡng [7,10,11] và tăng khi tăng tỷ lệ w/c [15].

Hệ số thấm đất cát trộn xi măng cần tiếp tục được nghiên cứu, bổ sung dữ liệu khoa học về thấm của soilcrete. Bài báo tập trung nghiên cứu ứng xử thấm của đất cát san lấp vùng Tây Nam bộ trộn với xi măng về các khía cạnh như hàm lượng xi măng, loại xi măng, thời gian bảo dưỡng bằng thí nghiệm thấm trong phòng. Nghiên cứu khẳng định khả năng chống thấm tốt của hỗn hợp đất cát trộn xi măng, tìm ra loại xi măng phù hợp giúp cộng đồng tự tin sử dụng hỗn hợp vật liệu cho mục đích chống thấm.

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