Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2019. 13 (5V): 93–101

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG XỈ THÉP-CÁT MỊN GIA CỐ XI MĂNG
LÀM LỚP MÓNG ĐƯỜNG Ô TÔ
Nguyễn Thị Thúy Hằnga,∗, Mai Hồng Hàb , Trần Văn Tiếnga
a

Khoa Xây dựng, Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh,
số 01 đường Võ Văn Ngân, quận Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
b
Khoa Công trình giao thông, Trường Đại học Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh,
số 02 đường Võ Oanh, quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam
Nhận ngày 04/09/2019, Sửa xong 09/10/2019, Chấp nhận đăng 09/10/2019
Tóm tắt
Xỉ thép là sản phẩm phụ, được tạo ra trong quá trình luyện thép. Theo thống kê của Sở Tài nguyên-Môi trường
(2017), tại Bà Rịa Vũng Tàu có 6 nhà máy thép đang hoạt động với tổng công suất 4,5 triệu tấn/năm và lượng
xỉ thép phát sinh vào khoảng 10% sản lượng thép, phần lớn đang được lưu trữ và là nguyên nhân gây tác động
xấu đến môi trường. Trong nghiên cứu này, cấp phối hạt của xỉ thép được điều chỉnh bằng cách phối trộn với
cát mịn tạo thành cấp phối xỉ thép-cát mịn (tỷ lệ xỉ thép/cát mịn là 80%/20%), sau đó gia cố với xi măng với
hàm lượng 4%, 6%, 8%. Các thí nghiệm xác định cường độ chịu nén, cường độ chịu ép chẻ và mô đun đàn hồi
ở tuổi 7, 14, 28 và 56 ngày được thực hiện để đánh giá khả năng làm việc của vật liệu gia cố trong kết cấu áo
đường. Kết quả cho thấy các đặc tính kỹ thuật của cấp phối xỉ thép-cát mịn gia cố xi măng được cải thiện đáng
kể nên có thể dùng làm lớp móng trên của kết cấu áo đường khi hàm lượng xi măng gia cố từ 6-8%.
Từ khoá: xỉ thép; cát mịn; gia cố xi măng; cường độ chịu nén; cường độ chịu ép chẻ; mô đun đàn hồi.
STUDY ON USING RECYCLE STEEL SLAG-FINE SAND TREATED WITH CEMENT FOR ROAD PAVEMENT SUBBASES
Abstract
Steel slag is a by-product of steel making. According to statistics released (2017) by the Department of Natural
Resources and Environment, Ba Ria – Vung Tau province has 6 operating steel factories with a total capacity
of 4.5 million tons /year and the amount of steel slag that was produced about 10%, has been landfilling
and causing negative effects against the environment. In this study, the grain size distribution of steel slag is
corrected by mixing with fine sand to make steel slag-fine sand aggregate (the ratio of mixing is 80% steel

slag and 20% fine sand), then it was treated with portland cement. The characteristics of this aggregate such as
compressive strength, splitting tensile strength and elastic modulus in 7, 14, 28 and 56 days age are determined
for evaluation using the cement treated steel slag-fine sand aggregate in pavement. The results show that the
technical specifications of cement treated steel slag-fine sand aggregate are improved efficiency, it can be used
for road base when treated by 6-8% cement.
Keywords: steel slag; fine sand; cement treated; compressive strength; splitting tensile strength and elastic
modulus.
c 2019 Trường Đại học Xây dựng (NUCE)

1. Giới thiệu
Hiện nay, xỉ thép được xem là vật liệu tái chế sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như xây
dựng đường, làm cốt liệu cho bê tông, trong nông nghiệp [1]. Các nghiên cứu về xỉ thép ở trong nước
∗

Tác giả chính. Địa chỉ e-mail: (Hằng, N. T. T.)

93


Hằng, N. T. T., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

[2–6] và ngoài nước [7–11] đang dần khẳng định khả năng ứng dụng của xỉ thép trong ngành xây
dựng nói chung và trong xây dựng đường nói riêng. Trong một nghiên cứu về việc dùng xỉ thép thay
thế cấp phối đá dăm làm lớp móng cho kết cấu áo đường đã được đề cập ở [12], kết quả cho thấy xỉ
thép có các chỉ tiêu cơ lý tương đồng với cấp phối đá dăm loại II nên chỉ có thể dùng làm lớp móng
dưới. Khi dùng xỉ thép gia cố xi măng với tỉ lệ từ 4-10% [13], cường độ chịu nén và module đàn hồi
được cải thiện đáng kể, tuy nhiên cường độ ép chẻ ở 14 ngày tuổi của tất cả các tỷ lệ xi măng đều nhỏ
hơn 0,35 MPa nên vẫn không được dùng làm lớp móng trên của kết cấu áo đường theo [14].
Trong nghiên cứu này, tác giả đề xuất cải thiện cấp phối xỉ thép bằng cách phối trộn với cát mịn,
cấp phối xỉ thép – cát mịn sau đó được gia cố xi măng với tỷ lệ 4-8% dựa theo kết quả nghiên cứu [11]

và theo quyết định 2218 của Bộ GTVT. Các chỉ tiêu cơ lý dùng để đánh giá vật liệu gia cố này như
cường độ chịu nén (Rn), cường độ ép chẻ (Rech), module đàn hồi ở tuổi 7, 14, 28 và 56 ngày được
xác định để xem xét khả năng ứng dụng của cấp phối xỉ thép-cát mịn gia cố xi măng làm lớp móng
trên của kết cấu áo đường.
2. Vật liệu thử nghiệm
Các nguyên liệu được dùng để làm thực nghiệm bao gồm:
2.1. Xi măng
Chất kết dính sử dụng xi măng Hà Tiên PCB40 có các đặc trưng kỹ thuật ở Bảng 1 phù hợp với
các yêu cầu của xi măng dùng để gia cố theo tiêu chuẩn TCVN 8858:2011 [15].
Bảng 1. Các chỉ tiêu cơ lý của xi măng PCB40

Chỉ tiêu thí nghiệm

Phương pháp thí nghiệm

Kết quả

Cường độ chịu nén 28 ngày (Mpa)
Khối lượng riêng (g/cm3 )
Độ mịn Blaine (cm2 /g)
Lượng tiêu chuẩn (%)
Thời gian đông kết (phút)
+ Bắt đầu
+ Kết thúc

TCVN 6016:2011 [16]
TCVN 4030:2003 [17]
TCVN 4030:2003 [17]
TCVN 6017:2015 [18]
TCVN 6017:2015 [18]


42,5
3,09
3900
32,5
105
215

2.2. Nước
Nước dùng trộn bê tông là nước sạch đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 4506:2012 [19].
2.3. Xỉ thép
Xỉ thép từ các nhà máy luyện thép ở Bà Rịa Vũng Tàu được tái chế tại công ty Trách nhiệm hữu
hạn Vật liệu xanh có các tính chất cơ lý và thành phần hạt thí nghiệm theo [20] đã được nghiên cứu ở
[12] thể hiện ở Bảng 2 và 3.
2.4. Cát mịn
Cát mịn được sử dụng trong phạm vi nghiên cức của đề tài là loại cát tự nhiên sông Đồng Nai có
các chỉ tiêu cơ lý và hoá học của cát được thể hiện ở Bảng 4 và 5.
94


Hằng, N. T. T., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

Bảng 2. Các chỉ tiêu cơ lý của xỉ thép [12]

TT

Chỉ tiêu thí nghiệm

Đơn vị tính


Giá trị trung bình

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Khối lượng riêng
Khối lượng thể tích ở trạng thái khô
Khối lượng thể tích ở trạng bão hòa
Độ hút nước
Khối lượng thể tích xốp
Độ rỗng giữa các hạt
Hàm lượng bụi, bùn, sét
Độ hao mòn khi va đập Los Angele
Hàm lượng thoi dẹt
KLTT khô khi ĐNTC
Độ ẩm tối ưu khi ĐNTC
Độ trương nở thể tích
Sức chịu tải CBR trong phòng

Mô đun đàn hồi của vật liệu

g/cm3
g/cm3
g/cm3
%
kg/m3
%
%
%
%
g/cm3
%
%
%
MPa

3,552
3,285
3,361
2,275
1858,3
48,28
0,953
21,36
1,00
2,458
3,474
0
96,96

248,2

Bảng 3. Bảng phân tích thành phần hạt của xỉ thép

Kích thước mặt sàng (mm)

Tỷ lệ lọt sàng, % theo khối lượng

50
37,5
31,5
25
19
9,5
4,75
2,36
0,425
0,075
< 0,075

100,0
100,0
97,3
88,9
80,7
52,9
29,4
14,4
3,1
0,7

0,0

Bảng 4. Chỉ tiêu cơ lý và hoá học của cát mịn dùng để phối trộn với xỉ thép
Thứ tự
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Chỉ tiêu thí nghiệm
Khối lượng riêng
Khối lượng thể tích
Độ xốp tự nhiên
Khối lượng thể tích xốp
Độ hút nước
Tạp chất hữu cơ so với màu chuẩn
Hàm lượng bùn sét
Hàm lượng silic hoà tan, Sc
Hàm lượng ion Cl –
Hàm lượng SO3
Hàm lượng mica

Đơn vị tính

3

g/cm
g/cm3
%
kg/m3
%
so màu
%
mol/l
%
%
%

95

Phương pháp thí nghiệm

Kết quả

TCVN 7572-4:2006 [20]
TCVN 7572-4:2006 [20]

2,67
2,5
46,20
1345
2,58
Ngang màu chuẩn
2,08

62,86
0,007
0,012
0,01

TCVN 7572-6:2006 [20]
TCVN 7572-4:2006 [20]
TCVN 7572-9:2006 [20]
TCVN 7572-8:2006 [20]
TCVN 7572-19:2006 [20]
TCVN 7572-12:2006 [20]
TCVN 7572-16:2006 [20]
TCVN 7572-20:2006 [20]


Hằng, N. T. T., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

Bảng 5. Thành phần hạt của cát mịn [20]

Kích thước mắt sàng (mm)

Lượng sót tích luỹ trên sàng (%)

4,75
2,36
0,425
0,075
< 0,075

0,00

1,00
38,76
95,09
100,00

3. Thiết kế thí nghiệm
Cát mịn được trộn với xỉ thép với tỷ lệ 80% là xỉ thép và 20% là cát mịn thành cấp phối xỉ thép-cát
mịn, sau đó được gia cố xi măng với tỷ lệ 4%; 6%; 8%. Một tổ hợp gồm có 36 mẫu như Hình 1 được
chế tạo từ cấp phối gia cố trên, trong đó có 24 mẫu đúc bằng cối Proctor cải tiến (chiều cao 11,7 cm;
đường kính 15,2 cm), để thí nghiệm cường độ chịu nén theo TCVN 8858:2011 [15] và cường độ
ép chẻ theo TCVN 8862:2011 [21] (Hình 2 và 3); 12 mẫu đúc bằng cối tiêu chuẩn (có đường kính
10,16 cm, cao 11,7 cm), để thí nghiệm mô đun đàn hồi theo TCVN 9843:2013 [22] (Hình 4). Đối với
mẫu đúc bằng cối tiêu chuẩn được chia thành 5 lớp, mỗi lớp đầm 25 chày 4,5 kg; mẫu đúc bằng cối
Proctor cải tiến được chia thành 5 lớp, mỗi lớp đầm 56 chày 4,5 kg. Tất cả các mẫu đúc thí nghiệm
được xác định cường độ chịu nén, cưởng độ ép chẻ và mô đun đàn hồi.

Hình 1. Mẫu thí nghiệm xỉ thép gia cố tập kết để tiến
hành bảo dưỡng

Hình 2. Thí nghiệm cường độ chịu nén

Hình 3. Thí nghiệm cường độ ép chẻ

Hình 4. Thí nghiệm mô đun đàn hồi

96


Hằng, N. T. T., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng


4. Kết quả thí nghiệm
Cường độ chịu nén (Rn); Cường độ chịu ép chẻ (Rech); Mô đun đàn hồi (E) ở tuổi 7, 14, 28, 56
ngày được thể hiện ở Bảng 6.
Bảng 6. Bảng kết quả thí nghiệm xỉ thép+cát mịn gia cố xi măng

Số thứ tự

Tỷ lệ XM

Tuổi

Rn (MPa)

Rech (MPa)

E (MPa)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36

4
4
4
4
6
6

6
6
8
8
8
8
4
4
4
4
6
6
6
6
8
8
8
8
4
4
4
4
6
6
6
6
8
8
8
8


7
14
28
56
7
14
28
56
7
14
28
56
7
14
28
56
7
14
28
56
7
14
28
56
7
14
28
56
7

14
28
56
7
14
28
56

3,42
4,70
6,04
6,41
8,45
9,82
12,01
12,72
10,99
12,26
15,81
17,40
4,15
4,23
5,84
6,33
8,76
10,15
12,52
11,35
10,63
11,80

14,28
16,40
3,84
4,58
6,72
7,06
8,29
9,46
10,79
12,11
10,78
12,74
15,87
16,62

0,099
0,165
0,297
0,336
0,620
0,766
0,944
0,827
1,012
1,181
1,347
1,669
0,074
0,158
0,309

0,315
0,617
0,649
0,819
0,890
0,994
1,217
1,370
1,718
0,079
0,172
0,288
0,324
0,560
0,724
0,890
0,954
0,976
1,110
1,438
1,609

1220,96
1233,31
1308,51
1326,99
1516,45
1584,22
1749,25
1776,59

1589,75
1584,76
1775,43
1941,99
1221,57
1239,28
1303,36
1326,84
1533,78
1562,28
1605,17
1768,89
1571,36
1698,96
1890,35
1922,39
1212,85
1229,77
1307,06
1319,01
1549,82
1522,70
1776,57
1704,94
1630,28
1603,67
1920,70
1944,85

97



33
8
7
10,78
0,976
33
8
7
10,78
0,976
34
12,74
1,110
34
88
1414
12,74
1,110
35
15,87
1,438
35
88
2828
15,87
1,438
36
56và cs. / Tạp chí Khoa

16,62
1,609
T.,
học Công nghệ Xây
dựng
36
8 8 Hằng, N. T.56
16,62
1,609
4.1.Phân
Phân tích
tích cường
chịu
nénnén
4.1.
cườngđộ
chịu
4.1.
Phân
tích
cường
độđộ
chịu
nénRnRnRn

1630,28
1630,28
1603,67
1603,67
1920,70

1920,70
1944,85
1944,85

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2018
Hình 5 thể hiện sự ảnh hưởng của yếu tố hàm lượng xi măng và tuổi mẫu thí nghiệm
đến cường độ chịu nén. . Nhận thấy cả 2 yếu tố đều ảnh hưởng nhiều đến Rn.
- Độ tuổi đến cường độ chịu nén: ở giai đoạn đầu từ 7-14 ngày thì cường độ nén
phát triển chậm, từ 14-28 ngày thì mức độ tăng nhanh hơn thể hiện qua độ dốc
của biểu đồ cường độ nén theo ngày tuổi, từ 28-56 ngày thì Rn lại tăng chậm.
Biểu đồ ảnh hưởng ngày tuổi đến cường độ nén không là dạng tuyến tính mà
là bậc 2;
- Ảnh hưởng của tỷ lệ(b)
xi măng:
Khi tỷ tương
lệ XM tác
tăng thì Rn cũng tăng lên, tỷ lệ
(a) Ảnh hưởng các yếu tố chính
Ảnh hưởng
Ảnh
hưởng
tương
Ảnh
hưởng
tăng nhiều hơn b)
với b)
hàm
lượng
4-6%
thểtương

hiện
bằngtác
độ tác
dốc của các đoạn đường
Ảnhhưởng
hưởngcác
cácyếu
yếutốtốchính
chính
a)a)Ảnh
thẳng;
Hình 5. Biểu đồ ảnh hưởng các yếu tố đến Rn
Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Hình
NUCE
2018
Hình
Biểuđồđồ
ảnh
tố
đến
5.5.Biểu
ảnh
hưởng
cáccác
yếuyếu
tốxủa
đến
RnRncơ bản như nhau đối với các ngày tuổi và
-hưởng
Ảnh hưởng

tương
tác
XM*Tuổi
tỷ lệ xi măng.
Tuy nhiên
ở ngàymẫu
tuổi 28
56 ngày thìđến
ảnh hưởng
rõ rệt hơn.
Hình 5 thể hiện sự ảnh hưởng của yếu tố hàm lượng
xi măng
và tuổi
thívànghiệm
cường
Hình 5 thể hiện sự ảnh hưởng của yếu tố hàm lượng xi măng và tuổi mẫu thí nghiệm
độ chịu
nén. Nhận thấy cả 2 yếu tố đều ảnh hưởng nhiều đến Rn.
77 . Nhận
đến cường độ chịu nén.
thấy cả 2 yếu tố đều ảnh hưởng nhiều đến Rn.

- Độ tuổi đến cường độ chịu nén: ở giai đoạn đầu từ 7-14 ngày thì cường độ nén phát triển chậm,

- Độ tuổi
đến cường
độ chịu
giai tăng
đoạn đầu
từ 7-14

ngàythể
thì hiện
cường qua
độ nén
từ 14-28
ngày
thì nén:
mứcở độ
nhanh
hơn
độ dốc của biểu đồ cường độ nén theo ngày
pháttuổi,
triển chậm,
từ 14-28
ngàythì
thì Rn
mức lại
độ tăng
hơn thể
hiệnđồ
quaảnh
độ dốc
từ 28-56
ngày
tăngnhanh
chậm.
Biểu
hưởng ngày tuổi đến cường độ nén không là
của dạng
biểu đồtuyến

cường tính
độ nénmà
theo
làngày
bậc tuổi,
2; từ 28-56 ngày thì Rn lại tăng chậm.
Biểu đồ ảnh
hưởng
ngày tuổi
độ nén không
tuyếntăng
tính mà
- Ảnh
hưởng
củađến
tỷ cường
lệ xi măng:
Khi là
tỷdạng
lệ XM
thì Rn cũng tăng lên, tỷ lệ tăng nhiều hơn với
là bậc
2;
hàm lượng 4-6% thể hiện bằng độ dốc của các đoạn đường thẳng;
- Ảnh hưởng
của tỷhưởng
lệ xi măng:
Khitác
tỷ xủa
lệ XMXM*Tuổi

tăng thì Rncơ
cũng
tăngnhư
lên,nhau
tỷ lệ đối với các ngày tuổi và tỷ lệ xi măng. Tuy
- Ảnh
tương
bản
tăngnhiên
nhiều hơn
với
hàm
lượng
4-6%
thể
hiện
bằng
độ
dốc
của
các
đoạn
đường
ở ngày tuổi 28 và 56 ngày thì ảnh hưởng rõ rệt hơn.
thẳng; Hình 6 là biểu đồ tổng hợp cường độ nén Rn theo lượng xi măng và ngày tuổi. Tất cả các Rn ở
- Ảnhtuổi
hưởng
xủa XM*Tuổi
như nhau
vớiquy

các ngày
và [14] thì cấp phối trên có thể làm lớp móng
14tương
ngàytácđều
lớn hơn cơ
4,0bảnMPa
nên đối
theo
địnhtuổi
của
tỷ lệ xi măng. Tuy nhiên ở ngày tuổi 28 và 56 ngày thì ảnh hưởng rõ rệt hơn.

trên cho kết cấu mặt đường. So với xỉ thép gia cố xi măng với tỷ lệ 6-8% (Hình 7), xỉ thép-cát mịn gia
cố xi măng có cường độ chịu nén tăng đáng kể, và lớn Hình
nhất6.ởBiểu
tuổi
14 ngày
50%)
đồ tổng
hợp Rn (khoảng
của xỉ thép+cát
mịn gia cố xi măng

Hình
6. Biểu
đồ tổng
Rn hợp
của xỉRn
thép+cát
mịn

gia cố xi măng
Hình
6. Biểu
đồhợp
tổng
của xỉ
thép+cát
mịn

HìnhHình
7. Biểu
tổng hợp
Rn củahợp
xỉ thép
cố xixỉmăng
7.đồBiểu
đồ tổng
Rngiacủa
thép[12]

gia cố xi măng

gia cố xi măng [12]
8

98


So với xỉ thép gia cố xi măng với tỷ lệ 6-8% (Hình 7), xỉ thép-cát mịn gia cố xi măng
có

cường
chịu
nén
tăng
đáng
nhất
ở tuổi
ngày
(khoảng
50%)
có cường độđộ
chịu
nén
tăng
đáng
kể,kể,
và và
lớnlớn
nhất
ở tuổi
14 14
ngày
(khoảng
50%)
4.2.Phân
Phân
tích
cường
chịu
Rech

4.2.
tích
cường
độđộ
chịu
épép
chẻchẻ
Rech
Tạp chí Khoa học
Công nghệ
dựng đối
NUCE
2018
Hằng,với
N. T.cường
T., và cs. /độ
Tạpchịu
chí Khoa
học Công
Tương
tựXâynhư
nén,
Hìnhnghệ
8 Xây
thểdựng
hiện

hưởng
Tương tự như đối với cường độ chịu nén, Hình 8 thể hiện sự sự
ảnhảnh

hưởng
củacủa
tỷ lệtỷ xilệ xi
măng
vàtổng
tuổi
của
mẫu
thítheo
nghiệm
đếnvà ngày
cường
độ
Rech.
Nhận
2 yếu
tốlệtỷxilệ xi
Phân
tích
cường
chịu
ép
chẻ Rech
măng
và
của
mẫu
thí
độTất
épcảép

chẻchẻ
Rech.
Nhận
thấythấy
cả 2cảyếu
tố tỷ
Hình
64.2.
là biểu
đồtuổi
hợp
cường
độđộ
nén
Rnnghiệm
lượng
xiđến
măngcường
tuổi.
các Rn ở tuổi
14 Tương
ngàyvà
đềungày
lớn như
hơn tuổi
4.0MPa
nêncường
theo
quyđộ
định

của [14]
thìHình
cấp phối
trên
có
măng
đều
ảnh
hưởng
nhiều
đến
Rech.
Tuy
nhiên
ảnh
của
xi măng
tự
đốiđều
với
chịu
nén,
8Rech.
thể
hiện
sự
ảnh
hưởng
tỷhưởng
lệ xicủa

măng
măng
và ngày
tuổi
ảnh
hưởng
nhiều
đến
Tuy
nhiên
ảnhcủa
hưởng
tỷ và
lệtỷtuổi
xilệ măng
thể làm lớp móng trên cho kết cấu mặt đường.
của
mẫu
thí
nghiệm
đến
cường
độ
ép
chẻ
Rech.
Nhận
thấy
cả
2

yếu
tố
tỷ
lệ
xi
măng
và
ngày
tuổi
đều
lớn
hơn
ảnh
hưởng
ngày
tuổi
Rech.
lớn
hơn
ảnh
hưởng
củacủa
ngày
tuổi
đếnđến
Rech.
So với xỉ thép gia cố xi măng với tỷ lệ 6-8% (Hình 7), xỉ thép-cát mịn gia cố xi măng
ảnh hưởng nhiều đến Rech. Tuy nhiên ảnh hưởng của tỷ lệ xi măng lớn hơn ảnh hưởng của ngày tuổi

có cường độ đến

chịu nén
tăng đáng kể, và lớn nhất ở tuổi 14 ngày (khoảng 50%)
Rech.
4.2. Phân tích cường độ chịu ép chẻ Rech

Tương tự như đối với cường độ chịu nén, Hình 8 thể hiện sự ảnh hưởng của tỷ lệ xi
măng và tuổi của mẫu thí nghiệm đến cường độ ép chẻ Rech. Nhận thấy cả 2 yếu tố tỷ lệ xi
măng và ngày tuổi đều ảnh hưởng nhiều đến Rech. Tuy nhiên ảnh hưởng của tỷ lệ xi măng
lớn hơn ảnh hưởng của ngày tuổi đến Rech.

(a)hưởng
Ảnh
hưởng
các
yếu
tốtốchính
(b)
hưởng
tương tương
tác
Ảnh
hưởng
các
yếu
tố
chính
a)a)
Ảnh
các
yếu

chính
b) Ảnh
Ảnh
hưởng
b) Ảnh
hưởng
tương
tác tác
Hình
8.
Biểu
đồđồ
ảnh
hưởng
cáchọc
yếu
tố
Rech
Hình
8.
Biểu
ảnh
hưởng
các
tố
Rech2018
Hình
8.
Biểu
ảnh

hưởng
các
yếu
tốyếu
đến
Rech
Tạp
chí Khoa
Công
nghệđến
Xâyđến
dựng
NUCE
a) Ảnh hưởng các yếu tố chính
b) Ảnh
hưởngđồ
tương
tác
Hình 8. Biểu đồ ảnh hưởng các yếu tố đến Rech

HìnhHình
10. Biểu
tổng hợp
xỉ thép
giacủa
cố xixỉ
măng
[12]
Hình
Biểu

đồ tổng
hợpcủa
Rech
của xỉmịn
thép+cát
mịn
10.đồBiểu
đồ Rech
tổngcủa
hợp
Rech
thép
Hình 9.9.Biểu
đồ tổng
hợp Rech
xỉ thép+cát
gia cố xi măng
gia cố xi măng
cố xitheo
măng
Biểu đồ tổng hợp cường độ gia
nén Rech
lượng[12]
xi măng và ngày tuổi ở Hình 9 cho
thấy cường độ ép chẻ ở tuổi 14 ngày ứng với tỷ lệ xi măng 4% nhỏ hơn 035MPa nên chỉ dùng
được
làm lớpximóng
dướivà
theongày
quy định

củaở[14];
Với9tỷcho
lệ xi thấy
măng 6-8%,
thì giá
Biểu đồ tổng hợp cường độ nén Rech theo
lượng
măng
tuổi
Hình
cường
độtrị này đều
lớn hớn 0.35Mpa, do đó đáp ứng yêu cầu đối với vật liệu làm lớp móng trên theo quy định
ép chẻ ở tuổi 14 ngày ứng với tỷ lệ xi măng 4% nhỏ hơn 0,35 MPa nên chỉ dùng được làm lớp móng
của [14], của
Yêu cầu
thuật về thiết kếmịn
mặt đường
bê
tông
Asphalt cho đường cao tốc ở Trung
9.
Biểu
đồ
tổng
Rech
xỉkỹgiá
thép+cát
gia
cố0,35

xi
dưới theo quyHình
định
của9.
[14];
Với
tỷtổng
lệ hợp
xi măng
6-8%, của
thì
này đều lớn
hớn
Mpa,
do đó đáp
Hình
Biểu
đồ
hợp
Rech
xỉtrị
thép+cát
mịn
gia
cốmăng
xi măng
Quốc quy định giá trị này là 0.4-0.6MPa [10]
9

ứng yêu cầu đối với vật liệu làm lớp móng trên theo quy định của [14], Yêu cầu kỹ thuật về thiết kế

So với xỉ thép gia cố xi măng với tỷ lệ 6-8% [13], cường độ ép chẻ tăng đáng kể, và lớn
mặt đường bê tông Asphalt cho đường cao tốc ở Trung Quốc quy định giá trị này là 0,4-0,6 MPa [10].
nhất ở tuổi 14 ngày (gần 90%)
So với xỉ thép gia cố xi măng với tỷ lệ 6-8% [13], cường độ ép chẻ tăng đáng kể, và lớn nhất ở tuổi 14
4.3. Phân tích mô đun đàn hồi E
ngày (gần 90%).
4.3. Phân tích mô đun đàn hồi E

Tương tự như đối với cường độ chịu nén và cường độ chịu ép chẻ, sự ảnh hưởng của tỷ
lệ xi măng và tuổi của mẫu thí nghiệm đến mô đun đàn hồi của xỉ thép+cát mịn gia cố xi
măng được thể hiện ở Hình 11

Tương tự như đối với cường độ chịu nén và cường độ chịu ép chẻ, sự ảnh hưởng của tỷ lệ xi măng
và tuổi của mẫu thí nghiệm đến mô đun đàn hồi của xỉ thép+cát mịn gia cố xi măng được thể hiện ở
Hình
9 11.

9

99


4.3.
E
4.3. Phân
Phân tích
tích mô
mô đun
đun đàn
đàn hồi

hồi E
Tương
độ chịu
chịu nén
nén và
và cường
cườngđộ
độchịu
chịuép
épchẻ,
chẻ,sựsựảnh
ảnhhưởng
hưởngcủa
củatỷtỷ
Tương tự
tự như
như đối
đối với
với cường
cường độ
lệlệ xi
thí nghiệm
nghiệm đến
đếnTạp
mô
đun đàn
đàn
hồi
của
thép+cát mịn gia cố xi

chíđun
Khoa học
Công
nghệcủa
Xây dựng
NUCE 2018 mịn gia cố xi
xi măng
măng và
và tuổi
tuổi của
của mẫu
mẫu thí
mô
hồi
xỉxỉthép+cát
măng
Hằng, 11
N. T. T., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng
măngđược
được thể
thể hiện
hiện ởở Hình
Hình
11

đường. Yêu cầu kỹ thuật về thiết kế mặt đường bê tông Asphalt cho đường cao tốc ở Trung
Quốc quy định giá trị này là 1300-1700 MPa [10]
So với xỉ thép gia cố xi măng với tỷ lệ 4-8% (Hình 13) , mô đun đàn hồi tăng đáng kể,
và lớn nhất ở tuổi 7 và 14 ngày (khoảng 50-60%)


Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng NUCE 2018
đường. Yêu cầu kỹ thuật về thiết kế mặt đường bê tông Asphalt cho đường cao tốc ở Trung
(a) Ảnh hưởng các yếu tố chính
Quốc quy định giá trị này
1300-1700
MPa [10]
a)
hưởng
các yếu tố chính
a)làẢnh
Ảnh
hưởng

(b) Ảnh hưởng tương tác

b)Ảnh
Ảnhhưởng
hưởngtương
tươngtác
tác
b)

So với xỉ thép gia cố xi măng với tỷ lệ 4-8% (Hình 13) , mô đun đàn hồi tăng đáng kể,
Hình 11. Biểu đồ ảnh hưởng các yếu tố đến E
và lớn nhất ở tuổi 7 và 14 ngày (khoảng 50-60%) Hình 11. Biểu đồ
Hình
12 Biểu
đồtố
tổng
hợp EEE

của xỉ thép+cát mịn gia cố xi măng
các
yếu
đồ ảnh
ảnh hưởng
hưởng
các
yếu
tốđến
đến

Biểu đồ
đồ tổng
tổng hợp mô đun đàn hồi
Biểu
hồi EE theo
theo lượng
lượng xixi măng
măngvà
vàngày
ngàytuổi
tuổiởởHình
Hình1212cho
cho
thấy mô
mô đun
đun đàn
đàn hồi
hồi ứng với các tỷ lệ
thấy

lệ xi
xi măng,
măng, các
các ngày
ngàytuổi
tuổiđều
đềulớn
lớnhơn
hơngiới
giớihạn
hạn600-800
600-800
MPa, như
như vậy
vậy có
có thể đạt yêu cầu về mô
MPa,
mô đun
đun đàn
đàn hồi
hồi đối
đối với
vớilớp
lớpmóng
móngtrên
trêncho
chokết
kếtcấu
cấuáoáo
10

10

Hình 1212.
Biểu
đồ tổng
E của
xỉ thép+cát
mịnthép+cát
gia cố xi măng
Hình
Biểu
đồhợp
tổng
hợp
E của xỉ
mịn
gia cố xi măng
5. Kết luận

Hình
13. Biểu
tổng hợp
của xỉhợp
thépE
giacủa
cố xixỉmăng
Hình
13.đồBiểu
đồ Etổng
thép[12]


gia cố xi măng [12]

Khi xỉ thép được phối trộn với cát mịn với tỷ lệ 20% cát mịn và 80% xỉ thép tạo thành
cấp phối xỉ thép-cát mịn có các chỉ tiêu cơ lý được cải thiện đáng kể. Dựa vào các kết quả
theothực
lượng
xivàmăng
tuổibàyở ởHình
chora thấy
đun
nghiệm
các phânvà
tíchngày
được trình
trên có12
thể đưa
một số mô
kết luận
như sau:

Biểu đồ tổng hợp mô đun đàn hồi E
đàn hồi ứng với các tỷ lệ xi măng, các ngày tuổi đều
lớn hơn giới hạn 600-800 MPa, như vậy có thể đạt
- Với tỷ lệ xi măng 4%, hỗn hợp xỉ thép + cát mịn gia cố
yêu cầu về mô đun đàn hồi đối với lớp móng trên- cho
kết có
cấu
Yêu dưới
cầucho

kỹkếtthuật
thiết kế
xi măng
thể áo
dùngđường.
làm lớp móng
cấu áovề
đường
mặt đường bê tông Asphalt cho đường cao tốc ở Trung
Quốc
quy(tỷđịnh
giágia
trịcốnày
là 1300-1700
MPađộ nén và
- Xỉ thép+
cát mịn
lệ 80/20)
xi măng
có 2 chỉ tiêu cường
đun đàn
thỏađun
mãn đàn
điều kiện
làm đáng
lớp móng
[10]. So với xỉ thép gia cố xi măng với tỷ lệ 4-8% mô
(Hình
13),hồimô
hồi đểtăng

kể,trên
và của
lớnkết cấu áo
đường, riêng chỉ tiêu cường độ chịu ép chẻ thì chỉ có hỗn hợp gia cố tỷ lệ xi
nhất ở tuổi 7 và 14 ngày (khoảng 50-60%).
11

5. Kết
luận
Hình 13.
Biểu đồ tổng hợp E của xỉ thép gia cố xi măng [12]
5. Kết luận

Khi xỉ thép được phối trộn với cát mịn với tỷ lệ 20% cát mịn và 80% xỉ thép tạo thành cấp phối
vào các kết quả thực nghiệm và các
sau:
- Với tỷ lệ xi măng 4%, hỗn hợp xỉ thép + cát mịn gia cố;
Với tỷ lệ xi măng 4%, hỗn hợp xỉ thép + cát mịn gia cố
- Xi măng có thể dùng làm lớp móng dưới cho kết cấu áo đường;
xi măng có thể dùng làm lớp móng dưới cho kết cấu áo đường
- Xỉ
mịn gia
(tỷcốlệxi80/20)
xicường
măng
Xỉ thép+
cát thép+cát
mịn (tỷ lệ 80/20)
măng cógia
2 chỉcố

tiêu
độ có
nén 2vàchỉ tiêu cường độ nén và mô đun đàn hồi thỏa
mãn
kiện
làm
của kết
áocấu
đường,
riêng chỉ tiêu cường độ chịu ép chẻ thì chỉ
mô
đun điều
đàn hồi
thỏađể
mãn
điềulớp
kiệnmóng
để làmtrên
lớp móng
trên cấu
của kết
áo
đường,
riêng
chỉ
tiêu
cường
độ
chịu
ép

chẻ
thì
chỉ
có
hỗn
hợp
gia
cố
tỷ
lệ
xi
có hỗn hợp gia cố tỷ lệ xi măng từ 6-8% mới thỏa mãn điều kiện để làm lớp móng trên của kết cấu
áo đường;

Khi xỉxỉ
thép
được phối mịn
trộn với
mịn chỉ
với tỷtiêu
lệ 20%
và 80%
thép tạođáng
thành kể. Dựa
thép-cát
cócátcác
cơcátlýmịn
được
cảixỉ thiện
cấp phối xỉ thép-cát mịn có các chỉ tiêu cơ lý được cải thiện đáng kể. Dựa vào các kết quả

phân tích được trình bày ở trên có thể đưa ra một số kết luận như
thực nghiệm và các phân tích được trình bày ở trên có thể đưa ra một số kết luận như sau:
-

11

100


Hằng, N. T. T., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

- So với xỉ thép gia cố xi măng với tỷ lệ 6-8% [13], xỉ thép-cát mịn gia cố xi măng có cường độ
chịu nén tăng khoảng 50% (Hình 7), cường độ ép chẻ tăng khoảng 90% (Hình 10), module đàn hồi
tăng khoảng 50-60% (Hình 13), tăng đáng kể, và lớn nhất ở tuổi 14 ngày.
Tài liệu tham khảo
[1] Lim, J. W., Chew, L. H., Choong, T. S. Y., Tezara, C., Yazdi, M. H. (2016). Utilizing steel slag in
environmental application - An overview. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, IOP
Publishing.
[2] Hằng, N. T. T., Hùng, P. Đ., Hà, M. H. (2016). Hiệu chỉnh thành phần cấp phối bê tông cốt liệu xỉ thép.
Người Xây dựng.
[3] Hằng, N. T. T., Hùng, P. Đ., Hà, M. H. (2016). Xác định các đặc trưng cơ học của bê tông sử dụng xỉ thép
như cốt liệu lớn. Tạp chí Xây dựng.
[4] Hằng, N. T. T., Vũ, N. H., Hùng, P. Đ., Hà, M. H. (2015). Ứng xử chịu uốn của dầm bê tông cốt thép cốt
liệu xỉ thép. Tạp chí Người Xây dựng.
[5] Du, N. (2016). Nghiên cứu khả năng sử dụng cốt liệu xỉ thép để sản xuất bê tông nhựa nóng ở khu vực
phía nam Việt Nam. Trường Đại học học Giao thông Vận tải Cơ sở II, Tp. Hồ Chí Minh.
[6] Liêm, N. D., Ngà, V. T. B., Sơn, Đ. X., Phụng, T. M. (2019). Nghiên cứu dùng muội than đen và xỉ lò cao
nghiền mịn trong việc cải thiện khả năng tự cảm biến của bê tông tính năng cao. Tạp chí Khoa học Công
nghệ Xây dựng (KHCNXD)-ĐHXD, 13(4V):151–158.
[7] Maruthachalam, V., Palanisamy, M. (2014). High performance concrete with steel slag aggregate.

[8] Maruthachalam, V., Palanisamy, M. (2014). High performance concrete with steel slag aggregate.
GRAĐEVINAR, 66:605–612.
[9] Oluwasola, E. A., Hainin, M. R., Aziz, M. M. A. (2014). Characteristics and utilization of steel slag in
road construction. Jurnal Teknologi, 70(7).
[10] Shen, W., Zhou, M., Ma, W., Hu, J., Cai, Z. (2009). Investigation on the application of steel slag–fly
ash–phosphogypsum solidified material as road base material. Journal of Hazardous Materials, 164(1):
99–104.
[11] Van Oss, H. G. (2003). Slag–iron and steel. US geological survey minerals yearbook.
[12] Ha, M. H., Hang, N. T. T. (2018). Nghiên cứu sử dụng xỉ thép tái chế làm lớp móng đường ô tô. Khoa
học Công nghệ Giao thông vận tải, 27-28:149–154.
[13] Ha, M. H., Hang, N. T. T., Hung, P. D. (2019). Nghiên cứu sử dụng xỉ thép tái chế gia cố xi măng làm lớp
móng đường ô tô. Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải, 31-32:149–154.
[14] Quyết định số 2218/QĐ-BGTVT (2018). Hướng dẫn điều chỉnh, bổ sung một số nội dung kỹ thuật trong
công tác thiết kế, thi công và nghiệm thu lớp móng cấp phối đá dăm gia cố xi măng trong kết cấu mặt
đường ô tô. Bộ Giao thông vận tải, Việt Nam.
[15] TCVN 8858:2011. Móng cấp phối đá dăm và cấp phối thiên nhiên gia cố xi măng trong kết cấu áo đường
ô tô - Thi công và nghiệm thu. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam.
[16] TCVN 6016:2011. Xi măng - phương pháp thử – xác định cường độ. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt
Nam.
[17] TCVN 4030:2003. Xi măng – Phương pháp xác định độ mịn. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam.
[18] TCVN 6017:2015. Xi măng - Phương pháp xác định thời gian đông kết và độ ổn định thể tích. Bộ Khoa
học và Công nghệ, Việt Nam.
[19] TCVN 4506:2012. Nước trộn bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam.
[20] TCVN 7572-4:2006. Cốt liệu cho bê tông và vữa - Phương pháp thử. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt
Nam.
[21] TCVN 8862:2011. Quy trình thí nghiệm xác định cường độ kéo khi ép chẻ của vật liệu hạt liên kết bằng
các chất kết dính. Bộ Khoa học và Công nghệ, Việt Nam.
[22] TCVN 9843:2013. Xác định mô đun đàn hồi của vật liệu gia cố chất liên kết vô cơ. Bộ Khoa học và Công
nghệ, Việt Nam.


101