Tổng quan về công nghệ đất trộn xi măng: Cơ chế hình thành và nhân tố ảnh hưởng đến cường độ đất – xi măng

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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tổng quan về công nghệ đất trộn xi măng: Cơ chế hình thành và nhân tố ảnh hưởng đến cường độ đất – xi măng Thông báo Khoa học và 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 cơ sở thu thập, tổng hợp các kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới về lĩnh vực xử lý nền đất yếu bằng công nghệ đất trộn xi măng. 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. Từ khóa: Đất - xi măng, soilcrete. 1. Đặt vấn đề dạng, giảm tính thấm của đất yếu hoặc Đối với nền móng công trình xây để vệ sinh các khu nhiễm độc. Nói dựng, đất là môi trường chịu toàn bộ tải cách khác là làm thay đổi đất, nâng cao trọng công trình. Tính chất cơ lý của đất chất lượng của đất bằng cách cứng hóa (cường độ, tính biến dạng, tính thấm, tại chỗ. v.v.) có ảnh hưởng lớn đến sự ổn định, Công nghệ đất trộn xi măng đã có biến dạng, và hiệu quả khai thác công rất nhiều các đánh giá tổng hợp được trình. Với xã hội ngày càng phát triển, trình bày trong suốt những thập niên qua nhu cầu xây dựng các công trình cầu tại các hội nghị, nhiều bài báo nghiên đường, bến cảng v.v... ngày càng nhiều cứu kết quả đất trộn xi măng bằng thực và trong nhiều trường hợp, vị trí công nghiệm trong phòng hay hiện trường với trình phải xây dựng ở nơi có địa chất các điều kiện địa chất khác nhau, trong yếu, vì vậy việc gia cố xử lý là cần thiết đó có cả những kết quả đồng thuận và trước khi xây dựng công trình. Hiện nay không đồng thuận của các nhà nghiên cũng có rất nhiều giải pháp xử lý đất cứu. Do đó, việc nghiên cứu tổng quan yếu, tùy thuộc vào tình hình đất nền, lại, từ đó rút ra được cơ sở lý thuyết áp loại và qui mô công trình, mức độ thuận dụng phù hợp với điều kiện địa chất lợi, thời gian thi công, kinh tế, môi công trình thực tế ở Việt Nam là điều trường mà chọn giải pháp cho hợp lý. cần thiết. Trong đó có một giải pháp đang được 2. Cơ chế hình thành cường độ đất - quan tâm ở Việt Nam mà nó đã phát xi măng triển và ứng dụng ở nhiều nước trên thế Xử lý đất yếu bằng đất trộn xi giới đó là tận dụng đất tại chỗ trộn với xi măng, mục đích chính là dựa vào các măng gọi là công nghệ đất trộn xi măng. phản ứng hóa học giữa cát pha trong đất Mục đích gia cố của công nghệ này là với các thành phần hóa học, khoáng vật làm tăng cường độ, khống chế biến của xi măng theo chiều hướng có lợi làm Thông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014 83 tăng khả năng làm việc, chỉ tiêu cơ lý kết tinh được một phần. Một phần phân của đất. chia ra các ion Ca2+ và (OH)- làm tăng Trong đất gồm 3 pha: Pha rắn gồm chỉ số pH của nước lỗ rỗng. Với điều thành phần khoáng và thành phần hạt kiện pH cao, ở nhiệt độ bình thường xảy chiếm tỷ lệ lớn trong đất, pha lỏng ra các phản ứng giữa Ca2+ và puzolan chính là nước trong đất gồm có nước (SiO2 và Al2O3) có trong khoáng chất bề trong hạt khoáng vật, nước liên kết mặt hạt sét hoặc vật liệu vô định hình. mặt ngoài và nước tự do chứa trong Phản ứng này được gọi là phản ứng các lỗ rỗng, pha khí: nếu các lỗ rỗng pozzolanic, sản phẩm của phản ứng trong đất mà không chứa đầy nước thì pozzolanic (CSH, CAH) hóa rắn theo khí chiếm chỗ trong các lỗ rỗng ấy. thời gian bảo dưỡng, tăng cường độ và Trong đất sét gồm 3 khoáng vật chính: độ ổn định đất yếu. Ilit, Kaolinít, Montmoriolít. Trong số Phản ứng hóa học giữa các thành đó thì khoáng vật Montmoriolít đóng phần trong hỗn hợp đất xi măng được vai trò quan trọng nhất trong quá trình thể hiện trong các phương trình sau: tương tác với các vật chất mới được C3S + H2O →C3S2Hx (hydrate gel)+Ca(OH)2 (1) đưa từ bên ngoài vào. Ca(OH)2 → Ca2+ + 2 (OH)- (2) Trong xi măng Portland có bốn Ca2+ + 2 (OH)- + SiO2 (Soil silica) → CSH (3) thành phần khoáng vật chính, bao gồm 2+ - Ca + 2(OH) + Al2O3(Soil alumina)→ CAH (4) Tricalcium Silicate (C3S) (3CaO.SiO2), Khi pHThông báo Khoa học và Công nghệ * Số 1-2014 84 3. Các nhân tố ảnh hưởng đến cường măng portland (PC) làm chất gia độ đất – xi măng (soilcrete) cường mang lại hiệu quả cao hơn so 3.1. Loại xi măng với việc sử dụng vôi, tro bay… trong Sự hình thành cường độ cọc đất hầu hết các điều kiện khác nhau. xi măng là dựa vào các phản ứng giữa Saitoh (1988), làm thí nghiệm cho các thành phần hóa học của xi măng hai loại xi măng đó là xi măng pooclăng với các thành phần khoáng của đất, tạo và xi măng trộn xỉ lò cao loại B cho hai ra những sản phẩm có lợi, làm tăng loại đất sét được lấy ở Cảng Yokohama cường độ, cải thiện các đặc trưng cơ lý và cảng Osaka. Mỗi loại được thí của đất. Như vậy có nghĩa là cường nghiệm cho ba hàm lượng ximăng độ, mức độ cải thiện của ...