ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

NGUYỄN NGỌC TRUNG

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG HÀM LƯỢNG CỐT LIỆU
THÔ BẰNG XỈ THÉP LỊ HỒ QUANG ĐIỆN ĐẾN CHẤT
LƯỢNG BÊ TƠNG NHỰA CHẶT
Chun ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Cơng Trình Giao Thơng
Mã số: 8580205

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 08 năm 2023


Cơng trình được hồn thành tại:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Mạnh Tuấn
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS. Lê Anh Thắng
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Đỗ Thành Chung
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM ngày 19 tháng 08 năm 2023.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS.TS. Đặng Đăng Tùng– Chủ tịch
2. PGS.TS. Lê Văn Phúc – Thư kí
3. PGS.TS. Lê Anh Thắng– Phản biện 1
4. TS. Đỗ Thành Chung– Phản biện 2
5. PGS.TS. Nguyễn Mạnh Tuấn– Ủy viên
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA
KỸ THUẬT XÂY DỰNG

PGS. TS ĐẶNG ĐĂNG TÙNG

PGS.TS LÊ ANH TUẤN


i

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: NGUYỄN NGỌC TRUNG

MSHV: 1970291

Ngày, tháng, năm sinh: 22/07/1994

Nơi sinh: Bình Định


Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thông

Mã số: 8580205

I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG HÀM LƯỢNG CỐT LIỆU THƠ
BẰNG XỈ THÉP LỊ HỒ QUANG ĐIỆN ĐẾN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG NHỰA
CHẶT (RESEARCH ON THE CONTENT EFFECT OF COARSE AGGREGATE
USED ELECTRIC FURNACE SLAG IN THE DENSE- GRADED ASPHALT
CONCRETE).
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Sử dụng xỉ thép Vật Liệu Xanh và Vina Kyoei thay cho cốt liệu đá dăm tại
các hàm lượng là 50% và 100%;
2. So sánh và đánh giá ảnh hưởng của hỗn hợp BTNX nghiên cứu so với
BTNC thông thường qua một số thí nghiệm khác nhau.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 14/02/2023.
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày 11 tháng 06 năm 2023
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS NGUYỄN MẠNH TUẤN
Tp. HCM, ngày 14 tháng 02 năm 2023
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

PGS. TS NGUYỄN MẠNH TUẤN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký)

PGS. TS NGUYỄN MẠNH TUẤN

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
(Họ tên và chữ ký)


PGS.TS LÊ ANH TUẤN


ii

LỜI CẢM ƠN
Đề tài nghiên cứu đã được hoàn thành, tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ của Trường Đại
Học Bách khoa TP.HCM, Bộ Môn Cầu Đường, Trường Cao đẳng Giao thơng Vận
tải TP.HCM.
Tơi cũng xin bày tỏ lịng cảm ơn của mình với sự giúp đỡ của thầy PGS. TS
Nguyễn Mạnh Tuấn và Hoàng Ngọc Trâm và anh Trần Minh Thế giúp nghiên cứu
được hồn thành tốt hơn, thơng qua sự đóng góp ý kiến với sự nhiệt huyết đáng trân
trọng của các thầy đã giúp kết quả đạt được mĩ mãn.
Tôi được củng cố về nghề nghiệp và cách để có thể tiến hành các nghiên cứu
tương tự trong tương lai cũng như một đề tài nghiên cứu bất kì. Như thực tế đã cho
thấy kiến thức của một người là không thể nào thông suốt hết đề tài nghiên cứu
được. Do có những thiếu sót ở một số mặt vì vậy có những thiếu sót điều đó là
khơng thể nào tránh khỏi ở phần hồn thiện nghiên cứu. Vì vậy, rất cần những ý
kiến đóng góp thiết thực cho nghiên cứu.
Xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả mọi người.
TP. HCM, ngày 06 tháng 06 năm 2023
Học viên

Nguyễn Ngọc Trung


iii

TÓM TẮT

Ở Việt Nam xỉ thép được vứt bỏ tạo thành bãi phế thải khá nhiều trong đó có xỉ
lị hồ quang điện của công ty Vật Liệu Xanh và Vina Kyoei. Do đó việc cho thêm xỉ
thép vào BTN là khả thi. Vì vậy, đề tài này dung xỉ của Vật Liệu Xanh và Vina
Kyoei với 2 hàm lượng 50%, 100% (theo khối lượng) với kích thước cỡ sàng từ
4.75mm trở lên để thay cho đá dăm ở loại BTN chặt 12.5mm.
Một số thí nghiệm đã được thực hiện trong đề tài như Marshall, dynamic
modulus, ép chẻ, vệt hằn bánh xe với các mẫu được đúc theo phương pháp Marshall
và TCVN 8819-2011 có phần trăm bitum tối ưu là 5%.
Đề tài nghiên cứu thay xỉ cho đá dăm trong BTN chặt với tỉ lệ đã đặt ra là 50%
và 100% là khả thi. Đồng thời, xỉ thép còn làm tăng tính chất của BTN thơng
thường làm cho mẫu thí nghiệm tốt hơn. Nhìn chung các nghiên cứu nhằm mục
đích chung là xử lý được phế thải xỉ trong các bãi chứa tại địa phương giúp cho mọi
người tránh được ô nhiễm và các vấn đề nan giải khác.


iv

ABSTRACT
Steel slag, including electric arc furnace slag from Green Materials Company and
Vina Kyoei, is discarded in Vietnam, resulting in a large amount of garbage. As a
result, adding steel slag to BTN is a viable option. As a result, this project replaces
crushed stone in 12.5mm dense asphalt with slag from Green Materials and Vina
Kyoei with two contents: 50% and 100% (by weight) with sieve size of 4.75mm or
greater. As a result, examine how Vietnam's steel slag compares to the rest of the
globe in order to do additional research to benefit the country's steel slag recycling
business.
Various experiments carry out by this study, so the Marshall, elastic modulus,
dynamic modulus, indirect tensile strength determination test, and wheel rut test
with samples cast using the Marshall process and TCVN 8819-2011 with an ideal
resin concentration of 5%.

The results reveal that Vietnamese steel slag may totally replace crushed stone in
compact asphalt at a ratio of 50% to 100%. Furthermore, while researching steel
slag, it improves the qualities of conventional asphalt, making the experimental
sample more advanced than before. This is a promising sign for future study aimed
at achieving the basic goal of treating slag trash in local dumps to help people avoid
pollution and other challenging challenges.


v

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam kết với đề tài được nghiên cứu tên là “NGHIÊN CỨU ẢNH
HƯỞNG HÀM LƯỢNG CỐT LIỆU THƠ BẰNG XỈ THÉP LỊ HỒ QUANG
ĐIỆN ĐẾN CHẤT LƯỢNG BÊ TÔNG NHỰA CHẶT” được đặt dưới sự hướng
dẫn nhiệt tình của thầy PGS. TS Nguyễn Mạnh Tuấn đã làm một cách trung thực
với thông số dữ liệu của kết quả chính xác cá nhân khơng sao chép với kết quả được
nghiên cứu trước đó được thực hiện. Tơi xin chịu trách nhiệm nếu như có dấu hiệu
vi phạm trong cơng tác nghiên cứu.

TP.Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 06 năm 2023

Nguyễn Ngọc Trung


vi

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ........................................................................................1
1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI......................................................................1

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ................................................................................1
1.3 NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................2
1.4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI....................................................................................2
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN ................................................................................4
2.3.1 Tổng quan về sản xuất thép ở Việt Nam ................................................4
2.3.2 Phân loại xỉ ............................................................................................4
2.4 CÁC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THÉP TRONG BÊ TÔNG NHỰA........10
2.4.1 Các nghiên cứu trên thế giới ...............................................................10
2.4.2 Các nghiên cứu ở Việt Nam .................................................................13
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................................18
3.1 LỰA CHỌN VẬT LIỆU .................................................................................18
3.1.1 Cốt liệu .................................................................................................18
3.1.2 Nhựa đường .........................................................................................20
3.1.3 Xỉ thép ..................................................................................................20
3.2 PHƯƠNG PHÁP TRỘN XỈ THÉP VỚI BTN .................................................21
3.3 CÁC THÍ NGHIỆM ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT HỖN HỢP BTNC 12.5 ........22
3.3.1 Thí nghiệm đo độ ổn định, độ dẻo Marshall........................................22
3.3.2 Thí nghiệm đo mơ đun đàn hồi ............................................................25
3.3.3 Thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo khi ép chẻ .............................26
3.3.4 Thí nghiệm xác định mơ đun đàn hồi động (mơ đun phức động) ........28
3.3.5 Thí nghiệm xác định vệt hằn bánh xe. .................................................32


vii
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .........................................................38
4.1. THÍ NGHIỆM MƠ ĐUN ĐÀN HỒI VẬT LIỆU ...........................................38
4.2. THÍ NGHIỆM CƯỜNG ĐỘ CHỊU KÉO GIÁN TIẾP (ÉP CHẺ) ..................39
4.3. THÍ NGHIỆM ĐỘ ỔN ĐỊNH, ĐỘ DẺO MARSHALL .................................40
4.4. THÍ NGHIỆM DYNAMIC MODULUS. .......................................................41
4.5. THÍ NGHIỆM VỆT HẰN BÁNH XE ............................................................50

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................56
5.1 KẾT LUẬN .....................................................................................................56
5.2 KIẾN NGHỊ .....................................................................................................57
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................59


viii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2. 4: Kết quả thí nghiệm lún vệt bánh xe BTNC 12,5:................................14
Bảng 3. 1: Cấp phối sử dụng trong nghiên cứu ....................................................19
Bảng 3. 2: Các chỉ tiêu cơ lý của xỉ thép ..............................................................20
Bảng 3. 3: Quy định về độ sâu vệt hằn bánh xe với phương pháp A [33]. ..........32
Bảng 4. 1: Tổng hợp kết quả xác định mô đun đàn hồi ........................................38
Bảng 4. 2: Kết quả xác định cường độ chịu kéo khi ép chẻ ở 25 oC ....................39
Bảng 4. 3: Kết quả đo độ ổn định và độ dẻo Marshall .........................................40
Bảng 4. 4: Giá trị mô đun phức động (E*) của mẫu BTNC 12.5 thông thường,
tương ứng với sáu tần số ở năm nhiệt độ ..................................................................41
Bảng 4. 5: Giá trị mô đun phức động (E*) của mẫu BTNC 12.5 có hàm lượng Xỉ
Thép 50% X, tương ứng với sáu tần số ở năm nhiệt độ ............................................42
Bảng 4. 6: Giá trị mô đun phức động (E*) của mẫu BTNC 12.5 có hàm lượng Xỉ
Thép 50% K, tương ứng với sáu tần số ở năm nhiệt độ ............................................42
Bảng 4. 7: Giá trị mô đun phức động (E*) của mẫu BTNC 12.5 có hàm lượng Xỉ
Thép 100% X, tương ứng với sáu tần số ở năm nhiệt độ ..........................................43
Bảng 4. 8: Giá trị mô đun phức động (E*) của mẫu BTNC 12.5 có hàm lượng Xỉ
Thép 100% K, tương ứng với sáu tần số ở năm nhiệt độ ..........................................43
Bảng 4. 9: Kết quả thí nghiệm vệt hằn bánh xe của 4 cấp phối ...........................50


ix
DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2. 1: Mơ hình sản lượng thép ở Việt Nam .....................................................4
Hình 2. 2: Phân loại xỉ gang, thép ..........................................................................4
Hình 2. 3: Quá trình tạo ra xỉ gang [4]. ..................................................................5
Hình 2. 4: Xỉ lị cao làm nguội chậm [5, 6]. ...........................................................5
Hình 2. 5: Xỉ lị cao (xỉ cao) làm nguội nhanh [5, 6]. .............................................6
Hình 2. 6: Xỉ thép [6]. .............................................................................................6
Hình 2. 7: Xỉ lị thổi [6]. .........................................................................................7
Hình 2. 8: Sơ đồ cơng nghệ tạo ra xỉ lị thổi [4]. ....................................................7
Hình 2. 9: Xỉ lị điện hồ quang [5]. .........................................................................8
Hình 2. 10: Sơ đồ cơng nghệ tạo ra xỉ thép lị hồ quang điện [4]. ..........................9
Hình 2. 11: Độ ổn định Marshall và

thương số Marshall hỗn hợp khác [13]....11

Hình 2. 12: Kết quả thí nghiệm vệt hằn bánh xe của các hỗn hợp khác [13]. ......11
Hình 2. 13: Mô đun đàn hồi động của hỗn hợp bê tông nhựa ở Malaysia [16]. ...12
Hình 2. 14: Kết quả thí nghiệm mơ đun đàn hồi động SMA ở Malaysia .............12
Hình 2. 15: Chiều sâu lún vệt bánh của hỗn hợp BTN ở Malaysia ......................13
Hình 2. 16: Kết quả thí nghiệm lún vệt bánh xe của SMA ở Malaysia [16]. .......13
Hình 2. 17: Độ lún vệt bánh xe BTNC 12.5mm [19]. ..........................................15
Hình 2. 18: Hạt xỉ thép Ecoslag được chụp bằng ảnh SEM .................................16
Hình 2. 19: Xỉ thép làm móng đường nội bộ nhà máy sản xuất thép đặc biệt
POSCO SS-VINA - KCN Phú Mỹ 1, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa [3]. ...............16
Hình 2. 20: Xỉ thép được dùng để san lấp mặt bằng [26]. ....................................16
Hình 2. 21 .............................................................................................................18


x
Hình 3. 1: Các bước thực hiện trong nghiên cứu ..................................................18
Hình 3. 2: Đường cong cấp phối 12.5...................................................................19

Hình 3. 3: Xỉ thép hạt thơ có kích thước trên 4.75mm và hạt xỉ thép có kích thước
nhỏ hơn 4.75mm .......................................................................................................21
Hình 3. 4: Tổ hợp mẫu sử dụng cho thí nghiệm đo độ ổn định, độ dẻo Marshall 23
Hình 3. 5: Đo mẫu Marshall bằng thước kẹp .......................................................23
Hình 3. 6: Thí nghiệm đo độ ổn định và độ dẻo Marshall ....................................24
Hình 3. 7: Thí nghiệm đo mơ đun đàn hồi ............................................................25
Hình 3. 8: Bão dưỡng mẫu ....................................................................................27
Hình 3. 9: Bố trí thí nghiệm xác định cường độ chịu kéo khi ép chẻ ...................27
Hình 3. 10: Dạng của xung lực thể hiện qua thời gian tăng tải và tải trọng lớn
nhất ............................................................................................................................29
Hình 3. 11: Thí nghiệm xác định mơ đun phức động của mẫu bê tơng nhựa ......29
Hình 3. 12: Hệ số dịch chuyển a(T) trong nghiên cứu .........................................30
Hình 3. 13: Dạng đồ thị Master curve theo hàm sigmoidal ..................................31
Hình 3. 14: Biểu đồ xác định điểm bong màng nhựa [33]. ..................................33
Hình 3. 15: Thiết bị đầm lăn .................................................................................35
Hình 3. 16: Mẫu bê tơng nhựa vệt hằn sau khi chế tạo ........................................35
Hình 3. 17: Thí nghiệm vệt hằn bánh xe ..............................................................36
Hình 3. 18: Mẫu vệt hằn sau khi thí nghiệm.........................................................37
Hình 4. 1: Biểu đồ kết quả thí nghiệm mơ đun đàn hồi ........................................38
Hình 4. 2: Kết quả thí nghiệm cường độ chịu kéo khi ép chẻ...............................39
Hình 4. 3: Biểu đồ ảnh hưởng của hàm lượng Xỉ thép đến độ ổn định và độ dẻo
Marshall .....................................................................................................................40


xi
Hình 4. 4: Biểu đồ kết quả thí nghiệm mơ đun phức động (E*) tương ứng với các
tần số và nhiệt độ của BTN khơng sử dụng xỉ thép ..................................................44
Hình 4. 5: Biểu đồ kết quả thí nghiệm mơ đun phức động (E*) tương ứng với các
tần số và nhiệt độ của BTN có hàm lượng xỉ 50% X ...............................................44
Hình 4. 6: Biểu đồ kết quả thí nghiệm mơ đun phức động (E*) tương ứng với các

tần số và nhiệt độ của BTN có hàm lượng xỉ 50% K ...............................................45
Hình 4. 7: Biểu đồ kết quả thí nghiệm mơ đun phức động (E*) tương ứng với các
tần số và nhiệt độ của BTN có hàm lượng xỉ 100% X .............................................45
Hình 4. 8: Biểu đồ kết quả thí nghiệm mơ đun phức động (E*) tương ứng với các
tần số và nhiệt độ của BTN có hàm lượng xỉ 100% K .............................................46
Hình 4. 9: Đường cong Master Curve của mẫu BTNC 12.5 thơng thường..........47
Hình 4. 10: Đường cong Master Curve của mẫu BTNC 12.5 với xỉ 50 % X.......47
Hình 4. 11: Đường cong Master Curve của mẫu BTNC 12.5 với xỉ 50% K........48
Hình 4. 12: Đường cong Master Curve của mẫu BTNC 12.5 với xỉ 100% X......48
Hình 4. 13: Đường cong Master Curve của mẫu BTNC 12.5 với xỉ 100% K......49
Hình 4. 14: Tương quan về mô đun phức động của các mẫu BTNC 12.5 ...........49
Hình 4. 15: Biểu đồ số lượt tải tác dụng lên mẫu của các cấp phối khi mẫu đạt
chiều sâu lún 12.5mm ...............................................................................................51
Hình 4. 16: Biểu đồ quan hệ chiều sâu lún với số lượt tác dụng của từng cấp phối
...................................................................................................................................51
Hình 4. 17: Biểu đồ xác định điểm bong bong màng nhựa bê tông nhựa không
chứa xỉ thép ...............................................................................................................52
Hình 4. 18: Biểu đồ xác định điểm bong bong màng nhựa bê tơng nhựa 50%X. 53
Hình 4. 19: Biểu đồ xác định điểm bong bong màng nhựa bê tơng nhựa 50%K. 53
Hình 4. 20: Biểu đồ xác định điểm bong bong màng nhựa bê tông nhựa 100%X.
...................................................................................................................................54


xii
Hình 4. 21: Biểu đồ xác định điểm bong bong màng nhựa bê tông nhựa 100%K.
...................................................................................................................................54


xiii


DANH MỤC TỪ NGỮ VIẾT TẮT
BTN:

Bê tông nhựa.

BTNC:

Bê tông nhựa chặt.

BTNX:

Bê tơng nhựa xỉ.

D:

Đường kính mẫu

H:

Chiều cao mẫu

X:

Xỉ thép Vật Liệu Xanh.

K:

Xỉ thép Vina Kyoei.

QĐ/BGTVT:


Quyết định của Bộ Giao Thông Vận Tải

TCVN:

Tiêu chuẩn Việt Nam.


1

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Việc thay thế tái chế bê tơng nhựa có khá là cách khác nhau để thay đổi hiệu quả
của nó được tốt hơn như: thay đổi thành phần cốt liệu có trong BTN như thay đổi đá
dăm bằng tro bay, nhiều loại vật liệu khác nữa hoặc là thay đổi tỉ lệ phần trăm nhựa
để đạt được lượng nhựa tối ưu nhất. Trong đó việc thay đổi bằng xỉ thép cho thành
phần hạt trong mẫu bê tông nhựa là thường được nghiên cứu nhất, đi tiên phong
như: Đức, Mỹ, Nga, Trung và nhiều nước khác. Các quốc gia này đã tiến hành khá
là nhiều và điều đưa ra kết luận có phần giống nhau là khi mà thay đá dăm trong
BTN bằng xỉ thép thì đều cho ra kết quả tương đối tốt, khơng những thế chất lượng
của BTN tốt. Vì sao vậy? Có lẽ khơng thể khơng nhắc đến đặc trưng BTNX.
BTNX về mặt dư luận xã hội như trong các đoạn cao tốc thi công gần đây dễ hư,
như cao tốc thi công trên đoạn QL1A đoạn qua Đà Nẵng- Quảng Ngãi, chúng ta
thông qua nhiều nghiên cứu trước đây thì điều này hồn tồn có thể được. Xỉ thép
có đầy đủ các yếu tố kĩ thuật để làm được điều đó như tính chất góc cạnh khả năng
trượt và nhiều tính chất khác nữa. Về mặt kinh tế, mơi trường thì sao? Thật may
mắn khi sản xuất thép tại Việt Nam thì lượng xỉ thép thải ra là vơ cùng nhiều được
tổng kết trong nước. Vậy thì khi phế thải xỉ thép này được thải ra nhiều quá thì làm
gì? Tất nhiên nếu chưa có dây chuyền cơng nghệ để xử lý thì việc chơn lấp, chứa tại
các bãi chứa là một biện pháp khá là ổn về mặt kinh tế. Bãi xỉ tại Bà Rịa – Vũng

Tàu chôn lấp chứa chất kim loại trong xỉ chưa phân hủy hoàn toàn dưới tác động
của thời tiết bất lợi như nắng nóng kết hợp với mưa có thể gây ra phản ứng dây
chuyền từ đó gây ơ nhiễm mơi trường đất tác động xấu đến các vi sinh nhật cũng
như các sinh vật sống gần bãi xỉ, từ đó ảnh hưởng xấu đến kế sinh nhai. Khiến dư
luận xã hội tệ tại bãi chứa xỉ này và việc tái chế xử dụng lại xỉ thép lại vừa hay giải
quyết các bài tốn khó nhằn ấy.
1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Bê tông nhựa chặt được sản xuất bằng cốt liệu xỉ thép trong lò hồ quang điện
dùng để thay thế, thông qua các cách làm như đọc tài liệu kết hợp với thí nghiệm, từ


2

đó suy ra nó có thay thế được cốt liệu đá dăm trong BTN hay không và chất lượng
khi thay thế thì như thế nào so với BTN ban đầu.
1.3 NỘI DUNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nội dung các đề tài nghiên cứu khác nhau thì khơng thể nào giống nhau và trong
đề tài này có nội dung chính:
Một là thành phần đá dăm thay thế (có kích thước  4.75mm) với tỉ lệ thay là
50% và 100% được sử dụng bởi cốt liệu xỉ thép (Vật Liệu Xanh và Vina Kyoei).
Hai là khi thay thế thì các mẫu có thay đổi như thế nào so với mẫu ban đầu tất
nhiên được thực hiện thơng qua nhiều thí nghiệm khác nhau để so sánh với nhau để
đưa ra kết luận cuối cùng đồng thời so với các nghiên cứu ngồi nước khác thì như
thế nào.
Nghiên cứu tổng quan về BTNC khi thay xỉ có phạm vi tương đối rộng trong đó
phạm vi chủ yếu là bê tơng nhựa được sử dụng là 12.5mm với sự thay thế chủ yếu
là các cỡ sàng 4.75mm trở lên, thông qua các thí nghiệm đúc mẫu tiêu chuẩn và các
thí nghiệm thực tế khác thí nghiệm gì và như thế nào thì sẽ được trình bày cụ thể
trong luận văn nghiên cứu.
Có khá là nhiều pương pháp nghiên cứu như: phương pháp thống kê, phương

pháp nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm. Trong nghiên cứu này tác giả kết hợp đồng
thời các phương pháp trên để tạo ra một luận văn uy tín với các kết quả đạt ý nghĩa
về mặt khoa học cao. Vậy chi tiết các phương pháp trong luận văn này là gì? Về
mặt thống kê tác giả thu thập các số liệu về xỉ tại Việt Nam và trên thế giới, kết hợp
với nghiên cứu các lý thuyết về xỉ của các tác giả trong nước và thế giới để có cái
nhìn khách quan tổng thể chi tiết về cái mình nghiên cứu từ đó sẽ thu được nhiều
kiến thức nhất phục vụ cho nghiên cứu và cuối cùng là tiến hành các thí nghiệm để
kiểm tra xỉ thép khi được thêm vào mẫu nghiên cứu.
1.4 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài này có rất nhiều ý nghĩa về mặt khoa học cũng như về mặt thực tế đó là
điều không phải bàn cãi. Về mặt khoa học, đề tài đã cung cấp một cách nhìn khách


3

quan hơn chi tiết hơn đối với loại xỉ được nghiên cứu, qua đó thêm vào bảo tàng
khoa học các tri thức để hoàn thiện thêm các tiêu chuẩn xỉ trong nước. Tất nhiên rồi,
đề tài giúp giải quyết các vấn đề được đưa ra ở đầu bài từ đó giúp giải quyết một
phần khá quan trọng đó là tài nguyên nước nhà đang dần cạn kiệt như cát, để thi
công san lấp là một vấn đề nan giải và tái chế xỉ sẽ giải quyết được các vấn đề
tương tự gặp phải trong tương lai một cách triệt để và biết đâu đó trong tương lai
nhờ những đề tài tái chế như thế này thì sẽ tái chế được tốt bê tông nhựa.


4

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.3 TỔNG QUAN VỀ XỈ THÉP
2.3.1 Tổng quan về sản xuất thép ở Việt Nam
Thép nhà máy (hình 2.1) cho thấy tiềm năng xỉ thép ở nước ta tương đối cao.


Hình 2. 1: Mơ hình sản lượng thép ở Việt Nam
2.3.2 Phân loại xỉ
Xỉ thể được phân loại thành xỉ gang và xỉ thép [1].

Hình 2. 2: Phân loại xỉ gang, thép


5

2.3.2.1 Xỉ gang
Quá trình tạo ra xỉ gang hình 2.3.

Hình 2. 3: Quá trình tạo ra xỉ gang [1].
2.3.2.1.1 Xỉ lị cao làm nguội chậm

Hình 2. 4: Xỉ lị cao làm nguội chậm [2].
Xỉ nóng chảy sau khi được cho ra khu vực chứa thì nhiệt độ vẫn cịn cao khi ấy
có nhiều tác nhân gây khó cho an tồn và người ta đã xử lý, đó là nguội tự nhiên
nhưng biện pháp này tốn nhiều thời gian vì thế họ đã tưới nước thì khi này xỉ sẽ
nguội nhanh hơn và khi nguội theo các phương pháp này thì xỉ sẽ có hình dạng là
như đá tự nhiên với các cấu trúc hạt tinh thể một cấu trúc hạt tương đối quen thuộc
với chúng ta.


6

2.3.2.1.2 Xỉ lị cao (xỉ gang) làm nguội nhanh

Hình 2. 5: Xỉ lò cao (xỉ cao) làm nguội nhanh [2].

Xỉ tháo ra rãnh dẫn sau đó tưới nước với áp suất cao để lạnh nhanh thì sau khi xỉ
hình thành vì dưới tác dụng của áp lực cao thì khơng thể nào hình thành xỉ như
phương pháp trên được vì thế sau khi xỉ hình thành nó sẽ có dạng rời cát, xốp có
tính chất tương đối như cát.
2.3.2.2 Xỉ thép

Hình 2. 6: Xỉ thép [2].
Tùy thuộc vào lị luyện thép mỗi địa phương và công nghệ riêng để tạo ra xỉ thép
gồm BOF và EAF là hai loại chủ yếu. Đặc điểm tính chất cụ thể là như sau.


7

2.3.2.2.1 Xỉ lị thổi

Hình 2. 7: Xỉ lị thổi [2].
Xỉ lị thổi (BOF- Basic Oxygen Furnace) được tạo:

Hình 2. 8: Q trình tạo ra xỉ lị thổi [1].


8

2.3.2.2.2 Xỉ hồ quang điện

Hình 2. 9: Xỉ lị điện hồ quang [2].
Lị hồ quang điện có cơng nghệ dây chuyền đặc biệt hơn so với các lò khác tùy
thuộc vào q trình luyện thép của lị hồ quang điện. Vậy 2 loại xỉ này khác nhau
như thế nào?
A) Xỉ oxy hóa

Trong q trình luyện thép, thép sẽ được nấu chảy khi này thép đang ở dạng thể
lỏng, đồng thời bơm khí oxy vào xảy ra q trình oxy hóa do phản ứng của cacbon
trong thép với oxy phản ứng này cho ra kết quả CO2, CO nếu phản ứng khơng hồn
tồn. Chính các bọt khí CO này tạo ra xỉ oxy hóa.
B) Xỉ hồn ngun
Trong luyện thép, người ta cho thêm vào thép nóng chảy vơi sống để phản ứng
với O2, oxit của phi kim, S còn trong thép lỏng sở dĩ có phản ứng hóa học này là do
trong vơi sống có chứa CaO gặp O2 và các hợp chất oxit khác thì CaO như một chất
khử, phản ứng khử sẽ diễn ra, cuối cùng quá trình này kết thúc tạo ra tạo ra xỉ hoàn
nguyên. Sơ đồ công nghệ .


9

Hình 2. 10: Q trình tạo lị hồ quang điện [1].
Có thể thấy khơng dễ dàng do đó cần có những dây chuyền hiện đại trang đạt
chuẩn tạo ra. Đồng thời tay nghề của người cũng cần được đặt biệt quan tâm, cần có
q trình đào tạo để những cơng nhân này vận hành tốt các thiết bị được giao làm
chủ được công nghệ. Đảm bảo dây chuyền và công nhân là một khối thống nhất, sản
phẩm xỉ ra lò là những phế thải nhưng có thí nghiệm. Xỉ thép là thành phần phế thải
chúng ta có thể nhận biết đặc điểm rõ ràng sau đây.Quá trình sản xuất thép các phế
phẩm của nó như gang cục, xỉ phế thải, vôi sống, hợp kim của sắt đều là những
nguyên vật liệu có tính chất kéo uốn, nén có thể nói là rất tốt. Phương pháp sơ chế
cơ bản để nấu chảy chúng tạo thành các loại vũ khí thơ sơ dùng cho chiến đấu, hoặc


10

dùng cho các dụng cụ thường ngày như cuốc, cung tên. Từ đó có thể thấy thép đã là
nguyên vật liệu từ thời xa xưa và điều này khơng cịn mới mẻ với chúng ta ở hiện

đại. Tuy nhiên không có tài nguyên mới bổ sung, do đó việc tái chế lại các phế thải.
Sản phẩm phế thải xỉ thép lẫn vào vôi sống và hợp kim của sắt sẽ tạo nên xỉ có hàm
lượng chứa nguyên tố kim loại cực kì cao, phế thải chứa hàm lượng kim loại cao thì
nó cũng cao. Có thể có loại xỉ. Ở đây nghiên cứu tập trung vào xỉ thép lò hồ quang
điện bởi loại xỉ to nhất theo ý kiến cá nhân cơ lý để đảm bảo BTN có chất lượng tốt
nhất. Đồng thời cũng không thể không kể đến dây chuyền sản xuất loại xỉ này cũng
vô cùng hiện đại với cơ chế làm nóng chảy thép bằng điện cực điều này hiện đại
hơn các dây chuyền khác ở chỗ là dùng hóa thạch để đốt tạo nhiệt độ cao để làm
nung chảy các khoáng vật. Nước chúng ta mỏ khoáng sản kim loại như Cu,Zn,Fe…
và thép là chỉ một trong nhiều mỏ khoáng sản như thế. tận dụng triệt để nguồn phế
thải mà cịn giúp cho khống vật, giúp cho khống vật được sử dụng một cách triệt
để, khơng chỉ sản phẩm thô sơ như ông bà ta, hoặc là các sản phẩm được nhập lại
sau khi qua sơ chế, với dây chuyền máy móc của nền cơng nghiệp chúng ta trên đấu
trường quốc tế xứng danh với một đất nước nằm trong top 15 các quốc gia có nền
khai thác quặng sắt thép hàng đầu thế giới.

2.4 CÁC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THÉP TRONG BÊ TÔNG NHỰA
2.4.1 Các nghiên cứu trên thế giới
Theo nghiên cứu của Ibrahim Asi, Hisham Qasrawi và Shalabi [3]. Với hàm
lượng xỉ chiếm chỗ 0%, 25%, 50%, 75%, và 100%. Hàm lượng xỉ thép trên sàn
4.75mm. Tỷ lệ thay tối ưu được cho với 25%.
Bài báo có chủ đề: “Tối ưu hóa xỉ thép cho cốt liệu của nhựa đường ở Ả Rập
Xê Út”. Q trình nghiên cứu nhóm tác giả [4]. cát nghiền mịn với xỉ thép cải thiện
tốt vơi nhau.