07/2011 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ VĂN BÁCH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT 1. Sự cần thiết của đề tài:  Bình Thuận là tỉnh có tốc độ phát triển kinh tế tương đối cao của khu vực. Nhu cầu xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng giao thông là rất lớn.  Trước kia nguồn vật liệu cát ở đây rất dồi dào, khai thác từ các nhánh sông trong tỉnh. Tuy nhiên, việc khai thác cát không tuân thủ các yêu cầu về bảo vệ môi trường, khai thác tùy tiện, không khoa học dẫn đến nguồn tài nguyên này bị khai thác kiệt quệ, bờ sông bị xói lở nghiêm trọng, một số sông lớn đã bị cấm hoặc hạn chế khai thác cát. Điều này đã gây không ít khó khăn cho nhu cầu sản xuất BTN (bê tông nhựa) phục vụ xây dựng đường ô tô, vì nguồn vật liệu cát tự nhiên đạt chất lượng không đủ trữ lượng để cung cấp dồi dào và liên tục nữa. 2  Chính vì vậy, việc tìm kiếm nguồn vật liệu khác thay thế nguồn vật liệu cát tự nhiên hiện nay đang được các công ty sản xuất BTN trong tỉnh đặc biệt quan tâm. Với mục đích đưa nguồn vật liệu cát xay vào thay thế vật liệu cát tự nhiên trước kia để sản xuất BTN được áp dụng rộng rãi trong thực tiễn và mang lại hiệu quả kinh tế, kỹ thuật cao.  Đề tài được hình thành để bước đầu tìm hiểu nghiên cứu lĩnh vực này nhằm đóng góp một phần vào việc phát triển kinh tế chung của khu vực và cả nước. 3 2. Nội dung nghiên cứu:  Phân tích sự khan hiếm nguồn vật liệu cát tự nhiên hiện nay và dự báo nhu cầu sử dụng nguồn vật liệu này trong tương lai.  Tính chất và thành phần của vật liệu cát xay từ đá thiên nhiên khai thác tại mỏ đá Tà Zôn, Bình Thuận.  Trình bày thiết kế cấp phối hỗn hợp BTN được sản xuất từ đá, nhựa đường, bột khoáng và cát tự nhiên.  Nghiên cứu chế tạo thành phần cấp phối hỗn hợp BTN được sản xuất từ đá, nhựa đường, bột khoáng và cát xay từ đá thiên nhiên.  Lập bài toán so sánh tính hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, chất lượng đạt được của hỗn hợp BTN sử dụng cát tự nhiên và hỗn hợp BTN sử dụng cát xay từ đá thiên nhiên. Từ đó đưa ra giải pháp đề xuất xu hướng sử dụng vật liệu cát xay để sản xuất BTN trong thời gian tới. 4 3. Kết cấu của luận văn:  Nội dung luận văn được trình bày gồm các 6 chương:  Chương mở đầu.  Chương 1: Tổng quan về tình hình sử dụng cát hiện nay để sản xuất bê tông nhựa trong xây dựng đường ô tô.  Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất vật liệu cát xay từ đá thiên nhiên.  Chương 3: Cơ sở lý thuyết và ứng dụng của phương pháp thiết kế thành phần hỗn hợp bê tông nhựa nóng.  Chương 4: Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của cát tự nhiên, cát xay – Đánh giá tính hiệu quả về kinh tế, kỹ thuật của bê tông nhựa.  Chương 5: Kết luận và kiến nghị. 5 VẤN ĐỀ 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CÁT HIỆN NAY ĐỂ SẢN XUẤT BÊ TÔNG NHỰA TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ Bình Thuận là tỉnh duyên hải cực Nam Trung Bộ, với đường bờ biển dài 192 km. Hiện nay, trên địa bàn tỉnh có các con sông lớn chảy qua như: sông La Ngà, sông Lũy, sông Lòng Sông, sông Dinh …Các con sông này là nguồn cung cấp vật liệu cát xây dựng chủ yếu cho hoạt động xây dựng trên địa bàn toàn tỉnh và các tỉnh lân cận. 6 1.1. Giới thiệu về nguồn vật liệu cát tự nhiên được khai thác tại tỉnh Bình Thuận 1.2. Tình hình sử dụng cát để sản xuất bê tông nhựa trong tỉnh hiện nay Bê tông nhựa là hỗn hợp được chế tạo gồm cát, đá, bột khoáng và nhựa đường, được phối hợp với nhau theo một tỷ lệ nhất định. Cát là thành phần cốt liệu chèn trong hỗn hợp BTN. Cát sử dụng có thể là cát thiên nhiên hoặc cát xay, không được lẫn tạp chất hữu cơ. Các chỉ tiêu cơ lý của cát dùng cho các loại BTN phải thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau: 7  Hiện nay, nguồn vật liệu cát vàng đạt chất lượng để sản xuất BTN ngày càng khan hiếm. Chính từ yếu tố khan hiếm này đã đẩy giá thành của cát xây dựng tăng lên đột biến. Mặc dù giá thành cát xây dựng quá cao nhưng vẫn không đủ số lượng để cung cấp cho thị trường.  Kết quả thí nghiệm vật liệu cát tự nhiên được lấy tại mỏ cát sông Dinh (huyện Hàm Tân), qua đó thấy rằng mô đun độ lớn của cát M k = 1,65 (nhỏ hơn nhiều so với mô đun độ lớn yêu cầu dùng để sản xuất bê tông nhựa nóng). 8 9 10 [...]... hợp bê tông nhựa nóng sử dụng vật liệu cát tự nhiên 28 29 4.2 Thí nghiệm thiết kế hỗn hợp bê tông nhựa nóng sử dụng vật liệu cát xay từ đá thiên nhiên 30 31 Trên cơ sở kết quả thiết kế tối ưu của hai thành phần cấp phối bê tông nhựa nóng BTN C20 sử dụng cát xay từ đá thiên nhiên và cát tự nhiên, có được bảng tổng hợp sau: 32 4.3 Dự toán giá thành của 1 tấn bê tông nhựa nóng C20 sử dụng vật liệu cát. . .Để dây chuyền sản xuất bê tông nhựa không bị gián đoạn, giải pháp hiện nay là tận dụng nguồn nguyên liệu đá dồi dào tại các mỏ đá khai thác tại địa phương, điển hình là mỏ đá Tà Zôn để sản xuất ra được loại cát mới đạt chất lượng, thay thế cho cát tự nhiên trong sản xuất bê tông nhựa Đó là loại cát được xay từ các mỏ đá tại khu vực núi Tà Zôn, đạt chất lượng để sản xuất BTN 11 VẤN ĐỀ... là nguồn cung cấp vật liệu đá phục vụ cho ngành xây dựng nói chung và sản xuất BTN nói riêng tại khu vực tỉnh Bình Thuận và các địa phương, các tỉnh lân cận 12 Hình 2.1 Hoạt động khai thác đá tại mỏ đá Tà Zôn 13 Hình 2.2 Toàn cảnh khai thác đá tại mỏ đá Tà Zôn 14 2.2 Trữ lượng và chất lượng đá  Trữ lượng đá khai thác tại các mỏ đá trên địa bàn tỉnh Bình Thuận, đặc biệt là mỏ đá Tà Zôn rất dồi dào, đủ... chất lượng để sản xuất BTN 11 VẤN ĐỀ 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VẬT LIỆU CÁT XAY TỪ ĐÁ THIÊN NHIÊN 2.1 Nguồn cung cấp vật liệu đá hiện nay trong tỉnh Bình Thuận Hiện nay trên địa bàn tỉnh Bình Thuận, nguồn cung cấp vật liệu đá chủ yếu là tại các mỏ đá trong tỉnh như mỏ đá Tân Hà, Phong Phú, đặc biệt là mỏ đá Tà Zôn với trữ lượng dồi dào, chất lượng đá rất tốt, các chỉ tiêu về cường độ, độ sạch đảm... và cát xay, có bảng tổng hợp so sánh các chỉ tiêu cơ lý của hai loại cát như sau: Qua so sánh các chỉ tiêu cơ lý của cát tự nhiên và cát xay ở trên, bước đầu có thể đánh giá rằng sử dụng cát xay trong sản xuất bê tông nhựa sẽ đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, chất lượng hơn khi sử dụng cát tự nhiên 27 VẤN ĐỀ 4: ĐÁNH GIÁ TÍNH HIỆU QUẢ VỀ KINH TẾ, KỸ THUẬT CỦA BÊ TÔNG NHỰA SỬ DỤNG CÁT XAY VÀ CÁT TỰ NHIÊN... tuổi thọ của máy cao, vật tư thay thế rẻ, đã chuyển giao công nghệ sản xuất, thân thiện với môi trường xung quanh, ít gây tiếng ồn và ít thải bụi bẩn ra môi trường 20 2.4 Giá thành của sản phẩm cát xay từ đá thiên nhiên và nhu cầu sử dụng trong tương lai  Hiện nay, trên thị trường sử dụng 2 loại sản phẩm cát xay đó là cát xay 0x3 và cát xay 0x6 Nhưng sản phẩm cát xay 0x6 được sản xuất cung cấp ra thị... của tỉnh Bình Thuận trong tương lai đến năm 2030  Sau đây là kết quả thí nghiệm cường độ của đá gốc lấy tại mỏ đá Tà Zôn Qua thí nghiệm, thấy rằng cường độ kháng nén của đá gốc đối với mẫu khô và mẫu bảo hòa luôn đạt ≥ 1000 kG/cm2 Với nguồn vật liệu đá này, hoàn toàn đảm bảo các yêu cầu về chất lượng, kỹ thuật để sử dụng sản xuất nghiền đá thành cát xay nhân tạo 15 16 17 2.3 Quy trình công nghệ sản xuất. .. 2.3.3 Một số ưu điểm của máy nghiền rôto trục đứng sử dụng công nghệ gối đệm không khí Titan D  Tỷ lệ lượng cát thu được đến 48%, trong khi thiết bị dùng ổ bi chỉ đạt được 25% Công nghệ gối đệm không khí cho chất lượng thành phần hạt sản phẩm tốt hơn, mô đun độ lớn đảm bảo, đáp ứng được yêu cầu khắt khe trong sản xuất các loại bê tông, đặc biệt là bê tông nhựa  Công suất làm việc của máy lớn, thiết... hợp trong thị trường cung cấp vật liệu xây dựng, và sẽ trở thành một vật liệu chính có thể thay thế xứng đáng nguồn cát tự nhiên đang ngày càng trở nên khan hiếm và giá thành rất cao hiện nay 21 VẤN ĐỀ 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA CÁT TỰ NHIÊN, CÁT XAY 22 3.1 Kết quả thí nghiệm cát xay và cát tự nhiên 23 24 25 26 3.2 Nhận xét: Căn cứ vào kết quả thí nghiệm vật liệu cát tự nhiên và cát. .. nghệ sản xuất vật liệu cát xay từ đá thiên nhiên 2.3.1 Thiết bị nay, sử dụng phổ biến là Hiện nghiền máy nghiền đá sử dụng công nghệ gối đệm không khí Titan D do Liên bang Nga sản xuất mà tác giả của công trình này là Tiến sĩ khoa học Vasili Visitca, công nghệ này bộc lộ nhiều ưu điểm, nó đem lại hiệu quả kinh tế và chất lượng cao hơn các loại máy nghiền khác ra đời trước đó trong lịch sử Kết cấu máy . hình sử dụng cát hiện nay để sản xuất bê tông nhựa trong xây dựng đường ô tô.  Chương 2: Quy trình công nghệ sản xuất vật liệu cát xay từ đá thiên nhiên.  Chương 3: Cơ sở lý thuyết và ứng dụng. hình là mỏ đá Tà Zôn để sản xuất ra được loại cát mới đạt chất lượng, thay thế cho cát tự nhiên trong sản xuất bê tông nhựa. Đó là loại cát được xay từ các mỏ đá tại khu vực núi Tà Zôn, đạt. và các tỉnh lân cận. 6 1.1. Giới thiệu về nguồn vật liệu cát tự nhiên được khai thác tại tỉnh Bình Thuận 1.2. Tình hình sử dụng cát để sản xuất bê tông nhựa trong tỉnh hiện nay Bê tông nhựa