Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết trình bày tổng quan về cơ chế hình thành cũng như những nhân tố cơ bản ảnh hưởng đến cường độ và ổn định của hỗn hợp xi măng đất. Trên cơ sở đó làm nền tảng cho những nghiên cứu tiếp theo về ứng dụng công nghệ cho những công trình cụ thể tại Việt Nam.
Thông báo Khoa học Công nghệ * Số 1-2014 82 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐẤT TRỘN XI MĂNG: CƠ CHẾ HÌNH THÀNH VÀ NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƯỜNG ĐỘ ĐẤT – XI MĂNG ThS Lương Thị Bích Khoa Cầu đường, Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt: Trên sở thu thập, tổng hợp kết nghiên cứu nhiều nhà khoa học giới lĩnh vực xử lý đất yếu cơng nghệ đất trộn xi măng Bài viết trình bày tổng quan chế hình thành nhân tố ảnh hưởng đến cường độ ổn định hỗn hợp xi măng đất Trên sở làm tảng cho nghiên cứu ứng dụng công nghệ cho công trình cụ thể Việt Nam Từ khóa: Đất - xi măng, soilcrete Đặt vấn đề Đối với móng cơng trình xây dựng, đất mơi trường chịu tồn tải trọng cơng trình Tính chất lý đất (cường độ, tính biến dạng, tính thấm, v.v.) có ảnh hưởng lớn đến ổn định, biến dạng, hiệu khai thác cơng trình Với xã hội ngày phát triển, nhu cầu xây dựng công trình cầu đường, bến cảng v.v ngày nhiều nhiều trường hợp, vị trí cơng trình phải xây dựng nơi có địa chất yếu, việc gia cố xử lý cần thiết trước xây dựng cơng trình Hiện có nhiều giải pháp xử lý đất yếu, tùy thuộc vào tình hình đất nền, loại qui mơ cơng trình, mức độ thuận lợi, thời gian thi công, kinh tế, môi trường mà chọn giải pháp cho hợp lý Trong có giải pháp quan tâm Việt Nam mà phát triển ứng dụng nhiều nước giới tận dụng đất chỗ trộn với xi măng gọi công nghệ đất trộn xi măng Mục đích gia cố cơng nghệ làm tăng cường độ, khống chế biến dạng, giảm tính thấm đất yếu để vệ sinh khu nhiễm độc Nói cách khác làm thay đổi đất, nâng cao chất lượng đất cách cứng hóa chỗ Cơng nghệ đất trộn xi măng có nhiều đánh giá tổng hợp trình bày suốt thập niên qua hội nghị, nhiều báo nghiên cứu kết đất trộn xi măng thực nghiệm phòng hay trường với điều kiện địa chất khác nhau, có kết đồng thuận khơng đồng thuận nhà nghiên cứu Do đó, việc nghiên cứu tổng quan lại, từ rút sở lý thuyết áp dụng phù hợp với điều kiện địa chất cơng trình thực tế Việt Nam điều cần thiết Cơ chế hình thành cường độ đất xi măng Xử lý đất yếu đất trộn xi măng, mục đích dựa vào phản ứng hóa học cát pha đất với thành phần hóa học, khống vật xi măng theo chiều hướng có lợi làm Thơng báo Khoa học Công nghệ * Số 1-2014 tăng khả làm việc, tiêu lý đất Trong đất gồm pha: Pha rắn gồm thành phần khoáng thành phần hạt chiếm tỷ lệ lớn đất, pha lỏng nước đất gồm có nước hạt khống vật, nước liên kết mặt ngồi nước tự chứa lỗ rỗng, pha khí: lỗ rỗng đất mà không chứa đầy nước khí chiếm chỗ lỗ rỗng Trong đất sét gồm khống vật chính: Ilit, Kaolinít, Montmoriolít Trong số khống vật Montmoriolít đóng vai trò quan trọng trình tương tác với vật chất đưa từ bên vào Trong xi măng Portland có bốn thành phần khống vật chính, bao gồm Tricalcium Silicate (C3S) (3CaO.SiO2), Dicalcium Silicate (C2S) (3CaO.SiO2), Tricalcium Aluminate (C3A) (3CaO.Al2O3) chất rắn hòa tan Tetracalcium Alumino-Ferrit (C4 A) (4CaO.Al2O3) Bốn phần tử định cường độ tính chất khác ximăng Khi gặp nước lỗ rỗng đất, xảy phản ứng thủy hóa khống xi măng với nước tạo sản phẩm Hydrated Calcium Silicate (C3SHx, C3S2Hx), Hydrated Calcium Aluminate (C3SAx, C3S2Ax) vôi Ca(OH)2 Hydrate calcium-silicate (C3SHx, C3S2Hx) sinh chất không tan, tồn dạng keo sệt bao phủ hạt xi măng, cốt liệu lại với tạo thành kết cấu khung có cường độ định bao bọc hạt đất chưa bị thay Còn sản phẩm vơi tơi (Ca(OH)2, phần kết hợp với pha Hydrate khác, 83 kết tinh phần Một phần phân chia ion Ca2+ (OH)- làm tăng số pH nước lỗ rỗng Với điều kiện pH cao, nhiệt độ bình thường xảy phản ứng Ca2+ puzolan (SiO2 Al2O3) có khống chất bề mặt hạt sét vật liệu vơ định hình Phản ứng gọi phản ứng pozzolanic, sản phẩm phản ứng pozzolanic (CSH, CAH) hóa rắn theo thời gian bảo dưỡng, tăng cường độ độ ổn định đất yếu Phản ứng hóa học thành phần hỗn hợp đất xi măng thể phương trình sau: C3S + H2O →C3S2Hx (hydrate gel)+Ca(OH)2 (1) Ca(OH)2 → Ca2+ + (OH)- (2) Ca2+ + (OH)- + SiO2 (Soil silica) → CSH (3) 2+ - Ca + 2(OH) + Al2O3(Soil alumina)→ CAH (4) Khi pH 5, độ pH tăng cường độ xi măng - đất tăng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A.H.M Kamruzzaman 2002 Physico-Chemical and Engineering of cement treated Singapore marine clay, M.Eng Thesis, National University of Singapore, Singapore, 184 pp [2] S Bhattacharja and J.I Bhatty 2003 Comparative Performanceof Portland Cement and Lime Stabilization of Moderate to High Plasticity Clay Soils RD125, Portland Cement Association, Skokie, Illinois, USA, 21 pp [3] Coastal Development Institute of Technology (CDIT 2002) 2002 The deep mixing method: principle, design and construction, Tokyo, Balkema, 123 pp [4] B.B.K Huat, S Maail, and T.A Mohamed 2005 Effect of Chemical Admixtures on the Engineering Properties of Tropical Peat Soils, American Journal of Applied Sciences, Vol 7, pp 1113-1120 [5] T.S.Tan, T.L Goh, and K.Y Yong Properties of Singapore Marine Clays Improved by Cement Mixing, Geotechnical Testing Journal, Vol 25, No 4, 12 [6] J Jacobson 2002 Factors Affecting Strength Gain in Lime - Cement Columns and Development of a Laboratory Testing Procedure, MA Thesis, the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University, Virginia, 62 pp [7] S Horpibulsuk, N Miura, and T.S Nagaraj 2003 Assessment of strength development in cement-admixture high water content clays with Abram’s law a basis, Geotechnique 53, No 4, pp 439-444 [8] M Janz and S.E Johansson 2002 The Function of Different Binding Agents in Deep Stabilization, Swedish Geotechnical Institute, SE-581 93 Linkoping, Sweden, 47 pp ... tốc độ chậm Cùng hàm lượng xi măng đất cát trộn xi măng cho cường độ cao so với đất sét Độ ẩm đất ảnh hưởng đến cường độ xi măng đất, vượt giá trị độ ẩm tối ưu độ ẩm tăng cường độ xi măng - đất. .. trị tối thiểu Nếu hàm lượng nước cao ảnh hưởng đến hình thành cường độ hỗn hợp đất xi măng Hình Ảnh hưởng hàm lượng nước tới cường độ soilcrete 86 3.6 Độ pH Độ pH đất có ảnh hưởng đến cường độ. .. loại đất (Hình 1) Hình Ảnh hưởng loại xi măng đến cường độ soilcrete 3.2 Hàm lượng xi măng Ngồi loại xi măng, hàm lượng xi măng định đến cường độ đất sau xử lý Hàm lượng xi măng tăng cường độ soilcrete