THÔNG TIN TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI

CỦA LUẬN ÁN TIẾN SĨ

Tên luận án: Nghiên cứu công nghệ sử dụng đá thải và tro bay nhà máy nhiệt điện gia cố xi măng trong xây dựng đường ô tô

Ngành                 : Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông

Mã số                  : 9.58.02.05

Họ và tên nghiên cứu sinh: Nguyễn Cao Cường

Họ và tên cán bộ hướng dẫn:

GS.TS Phạm Huy Khang                   Trường Đại học Giao thông vận tải

          TS Nguyễn Văn Nam                         Trường Đại học Giao thông vận tải

Cơ sở đào tạo: Trường Đại học Giao thông Vận tải.

Tóm tắt những đóng góp mới của luận án:

1. Đá thải mỏ Sunway có các chỉ tiêu cơ lý đáp ứng yêu cầu vật liệu cấp phối thiên nhiên sử dụng làm lớp móng và lớp mặt đường cấp thấp B1, B2. Cơ bản đáp ứng yêu cầu của vật liệu cấp phối thiên nhiên làm móng móng áo dưới mặt đường cấp cao A2 hoặc yêu cầu của cấp phối đá dăm loại II trừ chỉ tiêu giới hạn dẻo. Do vậy nếu có biện pháp tuyển chọn, phối trộn có thể sử dụng đá thải làm lớp móng áo đường.
2. Hỗn hợp đá thải trộn tro bay gia cố xi măng ở cả 3 hàm lượng xi măng 4%, 5%, 6% và 6 hàm lượng tro bay đủ điều kiện làm lớp móng dưới cho kết cấu áo đường. Ở hàm lượng xi măng 5% và 6%, các hỗn có hàm lượng tro bay 10%, 15% và 20% đáp ứng điều kiện làm lớp móng trên cho đường cho đường ô tô các cấp hoặc lớp mặt bên trên có lớp láng nhựa cho đường giao thông nông thôn.
3. Ở 3 hàm lượng xi măng thí nghiệm 4%, 5% và 6%, khi tăng hàm lượng xi măng thì cường độ chịu nén, cường độ chịu ép chẻ, mô đun đàn hồi của hỗn hợp tăng. Ở mỗi tỉ lệ xi măng, tồn tại một hàm lượng tro bay cho cường độ chịu nén, cường độ chịu ép chẻ và mô đun đàn hồi cao nhất ở vào khoảng từ 15 đến 20%.
4. Qua phân tích quá trình công nghệ khai thác đá tại mỏ đã đề xuất công nghệ thu gom, phân loại, xử lý đá thải nhằm đáp ứng yêu của vật liệu làm móng áo đường. Đá thải rơi vãi tại bãi sản xuất và bãi nổ mìn được thu gom, phân loại theo kích cỡ hạt. Với đá thải cỡ hạt lớn (chủ yếu chứa các hạt có kích cỡ lớn hơn 37,5mm) sẽ được gia công tiếp bằng hệ thống máy nghiền sàng sẵn có tại mỏ (nếu được) hoặc máy nghiền sàng mini hoặc máy nghiên côn công suất nhỏ lắp đặt thêm. Các nhóm đá thải được tập kết về bãi chứa và trộn với nhau bằng máy xúc theo tỉ lệ tính toán trước.
5. Với đường ô tô các cấp, hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng phải được trộn trong các trạm trộn có công nghệ hiện đại tương tự như trạm trộn BTXM. Khi đó có thể xem xét chuyển silo chứa phụ gia khoáng hoặc một silo chứa xi măng sang chứa tro bay hoặc lắp đặt thêm silo chứa tro bay (nếu cần). Khi trộn tại trạm, quy trình công nghệ thi công hỗn hợp đá thải gia cố tro bay làm móng mặt đường đề xuất cơ bản giống với công nghệ thi công cấp phối gia cố xi măng theo TCVN 8858:2023. Với đường giao thông nông thôn, hỗn hợp có thể được trộn trong các máy trộn BTXM di động tại đường. Hỗn hợp sau khi trộn có thể sử dụng xe cải tiến hoặc đổ thành đống tại đường, san rải bằng máy san hoặc thủ công, các khâu công tác lu lèn, bảo dưỡng được thực hiện tương tự như khi thi công bằng phương pháp trộn tại trạm.
6. Đã đề xuất 9 kết cấu mặt đường có lớp móng hoặc lớp mặt trên có lớp láng nhựa (áp dụng cho đường GTNT) sử dụng hỗn hợp đá thải tro bay gia cố xi măng cho đường giao thông nông thôn và đường ô tô. Kết quả thiết kế kiểm chứng với 2 kết cấu mặt đường BTXM và 2 kết cấu mặt đường BTN cho thấy các kết cấu mặt đường có lớp móng bằng đá thải tro bay gia cố xi măng đã đề xuất là phù hợp và đảm bảo khả năng chịu lực.

SUMMARY INFORMATION OF NEW CONTRIBUTIONS

OF DOCTOR THESIS

Thesis name: Research on technology of using waste rock and fly ash from thermal power plants treated cement in road construction

Major                  : Transport Construction Engineering

Code                   : 9.58.02.05

PhD student: Nguyen Cao Cuong

Supervisors:

Prof. Dr. Pham Huy Khang - University of Transport and Communications

Dr. Nguyen Van Nam -          University of Transport and Communications

Training Institution: University of Transport and Communications.

Summary of new contributions of the thesis:

1. Sunway quarry waste rock has physical and mechanical properties that meet the requirements for natural aggregate materials used as base layers and surface layers of low-grade pavement B1 and B2. Basically meets the requirements of natural aggregate materials for sub-bases layer of high grade pavement A2 or the requirements of type II crushed stone aggregate except for the plasticity limit indicator. Therefore, if there are reasonable collection solution and mixing method, waste rock can be used as a material for pavement base layers.
2. The mixture of waste rock mixed with fly ash and treated cement at all 3 ratios of 4%, 5%, 6% and 6 fly ash ratios meets requirements to be used as subbase layer for pavement structures. With cement ratios of 5% and 6% and fly ash ratios of 10%, 15% and 20% meet the requirements to be used as base layer for highway of all levels or the surface layer covered by bituminous surface dressing for rural roads.
3. With the three cement ratios of 4%, 5% and 6%, when increasing the cement content, the compressive strength, split tensile strength, and elastic modulus of the mixture increase. At each cement ratio, there is a fly ash ratio giving the highest compressive strength, split tensile strength and elastic modulus in the range of 15 to 20%.
4. Through the rock extraction procedure at quarries, technology for collecting, classifying and processing waste rock has been proposed to meet the requirements of pavement base materials. Waste rock spilled at production sites and blasting sites is collected and classified according to particle size. Large-sized waste rock (mainly containing particles larger than 37.5mm) will be further processed using the existing crusher and screen system at the quarries (if possible) or mini crusher and screen or additional installation small capacity cone crusher. Groups of waste rock are gathered in the storing site and mixed together by excavator according to design ratios.
5. For highway at all levels, waste rock and fly ash treated cement mixture must be mixed at mixing plants with modern technology similar to cement concrete mixing plants. At that time, it can be considered converting a mineral additives silo or a cement silo for containing fly ash or install an additional silo one (if necessary). When mixed at plants, the proposed construction technology of waste rock fly ash treaed ceement mixture for pavement bases is basically similar to the construction technology of aggregate treated cement according to TCVN 8858:2023. For rural roads, the mixture can be mixed in mobile mixers on site. After mixing, the mixture can be transport by modified vehicle or piled, spreading by grader or by hand. The stages of compaction and curing are carried out similarly to the mixing method at the plant.
6. Proposed 9 pavement structures as base layer or the surface layer covered by bituminous surface dressing for rural roads (applicable to rural roads) using waste rock and fly ash treated cement mixture for rural roads and highways. The verification results of the 2 concrete pavement structures and 2 asphalt pavement structures show that the proposed pavement structures using waste rock and fly ash treated cement mixture as base layer are suitable and ensure the load bearing capacity.