Tải Quyết định 430/QĐ-BXD năm 2017 Chỉ dẫn kỹ thuật “Xỉ gang và xỉ thép sử dụng làm vật liệu xây dựng” do Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành – Word, PDF [Download]

Quyết định 430/QĐ-BXD năm 2017 Chỉ dẫn kỹ thuật “Xỉ gang và xỉ thép sử dụng làm vật liệu xây dựng” do Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành

Tóm tắt văn bản

Trích lược
Số hiệu: 430/QĐ-BXD   Loại văn bản: Quyết định
Nơi ban hành: Bộ Xây dựng   Người ký: Bùi Phạm Khánh
Ngày ban hành: 16/05/2017   Ngày hiệu lực: Đã biết
Ngày công báo: Đang cập nhật   Số công báo: Đang cập nhật
Lĩnh vực: Xây dựng nhà ở, đô thị, Khoa học, công nghệ   Tình trạng: Đã biết
Từ khóa:
Quyết định 430/QĐ-BXD

[download]

Nội dung văn bản Quyết định 430/QĐ-BXD năm 2017 Chỉ dẫn kỹ thuật “Xỉ gang và xỉ thép sử dụng làm vật liệu xây dựng” do Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành

BỘ
XÂY DỰNG
——–

CỘNG
HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
—————

Số:
430/QĐ-BXD


Nội, ngày 16 tháng 5 năm 2017

 

QUYẾT ĐỊNH

BAN
HÀNH CHỈ DẪN KỸ THUẬT “XỈ GANG VÀ XỈ THÉP SỬ DỤNG LÀM VẬT
LIỆU XÂY DỰNG”

BỘ TRƯỞNG BỘ XÂY DỰNG

Căn cứ Nghị định số
62/2013/NĐ-CP ngày 25/6/2013 của Chính phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền
hạn và cơ cấu tổ chức của Bộ Xây dựng;

Căn cứ Quyết định số
527/QĐ-BXD ngày 29/5/2013 của Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành “Chiến lược phát
triển khoa học và công nghệ ngành xây dựng đến 2020 và tầm nhìn 2030”;

Xét đề nghị của Viện Vật liệu
xây dựng tại công văn số 60/VLXD-KHKT ngày 16/01/2017 về việc ban hành Chỉ dẫn
kỹ thuật “Xỉ gang và xỉ thép sử dụng làm vật liệu xây dựng”;

Theo đề nghị của Vụ trưởng Vụ
Khoa học Công nghệ và Môi trường,

QUYẾT ĐỊNH:

Điều 1. Ban hành kèm theo
Quyết định này Chỉ dẫn kỹ thuật “Xỉ gang và xỉ thép sử dụng làm vật liệu xây
dựng”.

Điều 2. Quyết định này có
hiệu lực kể từ ngày ký.

Điều 3. Chánh Văn phòng
Bộ, Vụ trưởng Vụ Khoa học công nghệ và Môi trường, Viện trưởng Viện Vật liệu
xây dựng và các tổ chức, cá nhân có liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết
định này./.

 

 

Nơi nhận:
– Như Điều 3;
– Lưu: VT, Vụ KHCN&MT.

KT.
BỘ TRƯỞNG
THỨ TRƯỞNG

Bùi Phạm Khánh

 

CHỈ DẪN
KỸ THUẬT

XỈ GANG VÀ XỈ THÉP SỬ DỤNG LÀM VẬT
LIỆU XÂY DỰNG

Guideline on iron and steel slag for use as building
materials

 

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi
áp dụng

2. Tài liệu
viện dẫn

3. Phân loại

3.1  Xỉ lò
cao (Blast furnace slag)

3.1.1  Xỉ lò
cao làm nguội chậm (xỉ ABFS)

3.1.2  Xỉ
hạt lò cao (xỉ GBFS)

3.2  Xỉ thép
(Steel slag)

3.2.1  Xỉ lò
thổi (xỉ BOF)

3.2.2  Xỉ lò
hồ quang điện (xỉ EAF)

4. Tính chất
của xỉ gang và xỉ thép

4.1  Đặc
tính của xỉ gang và xỉ thép

4.2  Ảnh
hưởng đến môi trường

5. Hướng dẫn
sử dụng xỉ gang, xỉ thép

5.1  Phạm vi
sử dụng

5.2  Hướng
dẫn sử dụng

5.2.1  Phụ
gia khoáng cho xi măng

5.2.2  Phụ
gia khoáng cho bê tông, vữa xây dựng

5.2.3  Cốt
liệu cho bê tông

5.2.4  Vật
liệu cho san lấp, đắp nền cho công trình xây dựng và giao thông

5.2.5  Vật liệu
cho đường giao thông

PHỤ LỤC 1

TÀI LIỆU
THAM KHẢO

 

Lời nói đầu

Chỉ dẫn
kỹ thuật – Xỉ gang và xỉ thép sử dụng làm vật liệu xây dựng
do Viện Vật
liệu Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng thẩm định và ban hành theo Quyết định số
……./QĐ-BXD ngày ….. tháng ….. năm 2017.

 

CHỈ DẪN KỸ THUẬT – XỈ GANG VÀ
XỈ THÉP SỬ DỤNG LÀM VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Guideline on iron and steel slag for use as building
materials

1. Phạm vi áp dụng

Chỉ dẫn kỹ
thuật này áp dụng cho việc phân loại, nhận biết các tính chất, ảnh hưởng đến
môi trường của xỉ gang, xỉ thép và sử dụng chúng làm vật liệu xây dựng, trong
đó đề cập chủ yếu đến các ứng dụng làm phụ gia khoáng cho sản xuất xi măng, bê
tông và vữa, làm cốt liệu cho bê tông, làm vật liệu cho san lấp, đắp nền và làm
vật liệu cho đường giao thông.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu
viện dẫn sau đây là cần thiết để áp dụng chỉ dẫn kỹ thuật này. Đối với các tài
liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu
viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các
sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 3106 Hỗn
hợp bê tông nặng – Phương pháp thử độ sụt

TCVN 3109 Hỗn
hợp bê tông nặng – Phương pháp xác định tách vữa và độ tách nước

TCVN 3116
tông nặng – Phương pháp xác định độ chống thấm

TCVN 3118
tông nặng – Phương pháp xác định cường độ nén

TCVN 3121-3 Vữa
xây dựng – Phương pháp thử – Phần 3 phương pháp xác định độ lưu động của vữa
tươi (phương pháp bàn dằn)

TCVN 3121-9 Vữa
xây dựng – Phương pháp thử – Phần 9 phương pháp xác định thời gian bắt đầu đông
kết vữa tươi

TCVN 4315 Xỉ
hạt lò cao dùng để sản xuất xi măng

TCVN 4316 Xi
măng poóc lăng xỉ lò cao

TCVN 7572 Cốt
liệu cho bê tông và vữa – Phương pháp thử

TCVN 7711 Tiêu
chuẩn xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát

TCVN 7712 Xi
măng poóc lăng hỗn hợp ít tỏa nhiệt

TCVN 8828
tông- Yêu cầu bảo dưỡng ẩm tự nhiên

TCVN 8859 Lớp
móng cấp phối đá dăm trong kết cấu áo đường ô tô – Vật liệu, thi công và nghiệm
thu

TCVN 9337 Thử
thâm nhập ion clo theo phương pháp đo điện lượng

TCVN 9338 Hỗn
hợp bê tông nặng – Phương pháp xác định thời gian đông kết

TCVN 9348 Thử
ăn mòn cốt thép theo (phương pháp điện thế)

TCVN 9501 Xi
măng đa cấu tử

TCVN 11586 Xỉ
hạt lò cao nghiền mịn cho bê tông và vữa xây dựng

ASTM C33 Standard
Specification for Concrete Aggregates (Tiêu chuẩn kỹ thuật cho cốt liệu bê
tông)

ASTM D692 Standard
Specification for Coarse Aggregate for Bituminous Paving Mixtures (Tiêu chuẩn
kỹ thuật cho cốt liệu lớn dùng làm hỗn hợp bê tông bitum đường giao thông)

ASTM D2940 Standard
Specification for Graded Aggregate Material For Bases or Subbases for Highways
or Airports (Tiêu chuẩn kỹ thuật cho vật liệu cấp phối dùng làm lớp base,
subbase cho đường giao thông và sân bay)

ASTM D4792 Standard
Test Method for Potential Expansion of Aggregates from Hydration Reactions
(Tiêu chuẩn phương pháp thử cho khả năng nở của cốt liệu do phản ứng thủy hóa)

ASTM D5106 Standard
Specification for Steel Slag Aggregates for Bituminous Paving Mixtures (Tiêu
chuẩn kỹ thuật cho cốt liệu xỉ thép dùng làm hỗn hợp bê tông bitum cho đường
giao thông)

BS EN 8500-2
Specification for constituent materials and concrete (Tiêu chuẩn kỹ thuật
cho vật liệu thành phần và bê tông)

BS EN
13108-1Bituminous mixtures. Material specifications – Asphalt Concrete (Hỗn
hợp bê tông bitum. Tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu – bê tông at phan)

BS EN 13242 Aggregates
for unbound and hydraulically bound materials (Cốt liệu cho vật liệu rời và vật
liệu được liên kết bằng chất kết dính thủy lực)

BS EN
15167-1 Ground granulated blast furnace slag for use in concrete, mortar and
grout.

Definitions,
specifications and conformity criteria (Xỉ hạt lò cao nghiền mịn sử dụng cho bê
tông, vữa xây và vữa rót)
.

JIS A 5011-1
Slag aggregate for concrete – Part 1: Blast furnace slag aggregate (Cốt liệu
xỉ cho bê tông – Phần 1: Cốt liệu xỉ lò cao)

JIS A 5011-4
Slag aggregate for concrete – Part 4: Electric arc furnace oxidizing slag
aggregate (Cốt liệu xỉ cho bê tông – Phần 4: Cốt liệu xỉ oxy hóa lò hồ quang
điện)

JIS A 5015 Iron
and steel slag for road construction (Xỉ gang và xỉ thép cho xây dựng đường
giao thông)

3. Phân loại

Xỉ gang
(thực chất là xỉ lò cao) và xỉ thép là phụ phẩm của quá trình sản xuất gang và
thép tương ứng. Xỉ gang và xỉ thép được phân loại như mô tả trong Hình 1.

Hình 1. Phân loại xỉ gang, thép

3.1 
Xỉ lò cao (Blast furnace slag)

Xỉ lò cao
được tạo ra trong quá trình sản xuất gang. Tùy thuộc vào quy trình làm nguội,
xỉ lò cao được chia thành hai loại: xỉ lò cao làm nguội chậm (air-cooled blast
furnace slag, viết tắt là xỉ ABFS) – được làm nguội tự nhiên nhờ không khí hoặc
nước và xỉ hạt lò cao (granulated blast furnace slag, viết tắt là xỉ GBFS) –
được làm nguội nhanh bằng nước. Sơ đồ công nghệ quá trình tạo ra xỉ lò cao thể
hiện trong Hình 2.

3.1.1 
Xỉ lò cao làm nguội chậm (xỉ ABFS)

Xỉ nóng chảy
hình thành từ lò cao được tháo ra sân (bãi) làm nguội. Tại đây, xỉ nóng chảy
được làm nguội tự nhiên hoặc phun nước, chúng đông cứng thành dạng giống như đá
với cấu trúc tinh thể. Xỉ lò cao làm nguội chậm thường được nghiền và sàng
thành cỡ hạt yêu cầu để làm cốt liệu cho bê tông, vật liệu hạt cho san lấp và
rải đường.

3.1.2 
Xỉ hạt lò cao (xỉ GBFS)

Xỉ nóng chảy
hình thành từ lò cao được tháo chảy ra các mương dẫn và được phun nước với áp
lực cao để làm lạnh nhanh tạo nên các hạt giống như hạt cát có cấu trúc xốp.
Các hạt xỉ này trộn với nước tạo nên hỗn hợp lỏng được bơm ra bãi khử nước, tại
đó các hạt xỉ được róc nước tự nhiên.

3.2 
Xỉ thép (Steel slag)

Xỉ thép được
tạo ra từ quá trình sản xuất thép. Tùy thuộc vào lò luyện thép mà xỉ thép được
chia thành hai loại: xỉ lò thổi (Basic Oxygen Furnace slag, viết tắt là xỉ BOF)
hay còn gọi là lò chuyển – converter) và xỉ lò hồ quang điện (Electric Arc
Furnace slag, viết tắt là xỉ EAF).

Hình 2. Sơ đồ công nghệ quá trình tạo ra xỉ lò cao

3.2.1 
Xỉ lò thổi (xỉ BOF)

Xỉ lò thổi
được tạo ra trong quá trình tinh luyện thép trong lò thổi. Gang tạo ra từ lò
cao, có tính cứng và dòn do chứa (4-5) % các tạp chất như C, Si, Mn, P. Để gang
chuyển thành thép khắc phục các nhược điểm của gang, các chất phụ gia như vôi
sống được cho vào gang lỏng, đồng thời một lượng oxy được thổi vào để oxy hóa
các chất không cần thiết như cacbon (C) trong gang lỏng. Sau đó, gang lỏng đã
oxy hóa và các phụ gia sẽ tạo ra xỉ. Do khác nhau về dung trọng với thép lỏng,
xỉ lỏng sẽ nổi lên phía trên và được tháo ra khỏi lò để tạo thành xỉ lò thổi
sau khi được làm nguội. Xỉ lò thổi được làm nguội chậm bằng không khí tự nhiên,
hoặc phun nước tại bãi chứa. Lượng xỉ BOF phát thải khoảng 100-150 kg trên một
tấn thép. Sơ đồ công nghệ quá trình tạo ra xỉ thép BOF thể hiện trong Hình 3.

3.2.2 
Xỉ lò hồ quang điện (xỉ EAF)

Khác với lò
thổi khí, lò hồ quang điện sử dụng điện cực để làm tăng nhiệt độ nhằm nung chảy
và tinh luyện nguyên liệu (thép phế, gang cục). Trong lò hồ quang điện diễn ra
quá trình oxy hóa và khử. Xỉ oxy hóa và xỉ hoàn nguyên (quá trình khử) được tạo
ra từ mỗi giai đoạn của quá trình luyện thép.

3.2.2.1 
Xỉ oxy hóa
: Khí oxy được thổi vào thép lỏng để làm tăng phản ứng oxy hóa
với cacbon trong thép, tạo ra bọt khí CO, khi đó xỉ oxy hóa được tạo ra nhờ quá
trình này.

3.2.2.2 
Xỉ hoàn nguyên
: Sau khi xỉ oxy hóa được tạo ra do quá trình oxy hóa các
thành phần tạp chất trong thép lỏng, các chất khử (là các hợp kim của sắt) và
vôi được cho vào để loại bỏ oxy và một số oxyt phi kim, lưu huỳnh (S) còn trong
thép lỏng và tạo ra xỉ hoàn nguyên.

Để sản xuất
một tấn thép thông thường thải ra khoảng (70-100) kg xỉ oxy hóa và khoảng
(30-50) kg xỉ hoàn nguyên. Sơ đồng công nghệ quá trình tạo ra xỉ oxy hóa và xỉ
hoàn nguyên thể hiện trong Hình 4.

Hình 3. Sơ đồ công nghệ quá trình tạo ra xỉ thép lò
thổi

Hình 4. Sơ đồ công nghệ quá trình tạo ra xỉ thép lò hồ
quang điện

4. Tính chất của xỉ gang và xỉ thép

4.1 
Đặc tính của xỉ gang và xỉ thép

Đặc tính cơ
bản của xỉ gang và xỉ thép được mô tả trong Bảng 1. Tính chất cơ lý và thành
phần hóa điển hình của xỉ gang, xỉ thép của một số nhà máy gang thép ở Việt Nam
và xỉ gang, xỉ thép của Nhật Bản (để so sánh) được thể hiện trong Bảng 2 và
Bảng 3 tương ứng.

Hình 5. Thành phần hạt xỉ hạt lò cao của một số nhà máy
gang thép tại Việt Nam

[Kết quả thí nghiệm do Viện Vật liệu xây dựng thực hiện]

Hình 6. Thành phần hạt xỉ thép đã được gia công thành
cốt liệu

[Kết quả thí nghiệm do Viện Vật liệu xây dựng thực hiện]

4.2 
Ảnh hưởng đến môi trường

Ảnh hưởng
của xỉ gang và xỉ thép đến môi trường khi sử dụng làm vật liệu xây dựng được
đánh giá thông qua nước lọc rửa qua vật liệu sử dụng xỉ. Đặc điểm chung tác
động đến môi trường xung quanh của xỉ gang, xỉ thép là tạo ra môi trường kiềm
với pH ban đầu có thể lên đến 8-12, sau đó giảm dần theo thời gian. Xỉ thép tạo
ra môi trường kiềm cao hơn so với xỉ lò cao. Xỉ ABFS khi chưa được xử lý có thể
tạo ra nước lọc rửa có màu vàng/xanh, có mùi

Bảng 1. Tổng hợp đặc tính của xỉ gang và xỉ thép

Đặc tính

Xỉ lò cao làm nguội chậm (ABFS)

Xỉ hạt lò cao (GBFS)

Xỉ thép (xỉ EAF và xỉ BOF)

Mô tả
chung

Xỉ ABFS có
bề mặt thô, nhiều lỗ rỗng và góc cạnh; khối lượng thể tích nhẹ hơn và độ hút
nước lớn hơn so với đá dăm tự nhiên. Xỉ ABFS có chất lượng thay đổi tùy thuộc
vào mỗi nhà máy và lô sản xuất, do tính chất vật lý của nó thay đổi phụ thuộc
vào độ dày của lớp xỉ nóng chảy và phương pháp làm nguội.

Xỉ hạt lò
cao có hình dạng bên ngoài giống với cát thô, hầu hết có cỡ hạt nhỏ hơn 5 mm,
ít hạt mịn. Xỉ hạt lò cao có thành phần chủ yếu ở dạng thủy tinh với các hạt
rất góc cạnh.

Xỉ thép có
màu xám đen, khối lượng thể tích lớn hơn so với đá tự nhiên (khoảng 15-25 %)
và xỉ lò cao. Chúng có khả năng nở do chứa vôi, oxýt magiê tự do trong thành
phần. Chất lượng và khối lượng thể tích, mức độ nở của xỉ thép khác nhau tùy
thuộc vào nhà máy thép và quy trình tinh luyện thép.

Thành phần
hóa

Do cùng
nguồn gốc nên thành phần hóa của xỉ ABFS và xỉ hạt lò cao giống nhau.

Thành phần
hóa của xỉ lò cao thông thường gồm canxi oxýt (CaO) và silic oxýt (SiO2) là
các thành phần chính. Chúng chứa nhiều vôi khi so sánh với đất và đá trong tự
nhiên. Ngoài ra chúng còn chứa nhôm oxýt (Al2O3) và magiê oxýt (MgO). Thành
phần hóa của một số loại xỉ lò cao từ một số nhà máy ở Việt Nam thể hiện
trong Bảng 3.

Xỉ thép
thường chứa thành phần chủ yếu là canxi oxýt (CaO) và silic oxýt (SiO2).
Xỉ thép lò thổi chứa thêm các thành phần khác là magiê oxýt (MgO) và mangan
oxýt (MnO). Thành phần hóa của một số loại xỉ thép từ một số nhà máy ở Việt
Nam thể hiện trong Bảng 3.

Thành phần
hạt

Thường
được gia công cỡ hạt bằng cách nghiền và sàng thành cỡ hạt nhất định theo mục
đích ứng dụng.

Cỡ hạt
chuẩn của xỉ hạt lò cao giống như cỡ hạt cát, hầu hết nhỏ hơn 5 mm và rất ít
hạt mịn. Kết quả phân tích thành phần hạt của xỉ hạt lò cao từ của một số nhà
máy gang thép tại Việt Nam thể hiện trong Hình 5.

Xỉ thép
thường được gia công cỡ hạt bằng cách nghiền và sàng thành cỡ hạt có kích
thước lớn nhất 40mm hoặc nhỏ hơn. Hình 6 minh họa thành phần cỡ hạt của xỉ
thép đã gia công thành cỡ hạt cốt liệu cho xây dựng của một số nguồn xỉ thép
tại Việt Nam.

Khối lượng
thể tích

Khối lượng
thể tích của xỉ ABFS trong khoảng (2,45 – 2,55) g/cm3, thấp hơn so
với đá vôi tự nhiên nhưng lớn hơn so với xỉ hạt lò cao.

Khối lượng
thể tích của xỉ hạt lò cao trong khoảng 2,25-2,95 g/cm3

Khối lượng
thể tích xỉ thép trong khoảng 3,2 – 3,6 g/cm3. Khối lượng thể tích
của các hạt xỉ thép nhỏ hơn 5mm thấp hơn so với xỉ thép cỡ hạt thô hơn.

Khối lượng
thể tích xốp

Xỉ ABFS
được gia công thành vật liệu cấp phối dạng hạt cho đường giao thông chế tạo
từ xỉ lò cao làm nguội chậm có cỡ hạt Dmax 20mm có khối lượng thể tích xốp
khoảng 1100- 1300 kg/m3.

Khối lượng
thể tích xốp của xỉ hạt lò cao trong khoảng 800-1300 kg/m3, nhỏ
hơn so với cát tự nhiên, với mức độ dao động cũng lớn hơn, khoảng 80-130 kg/m3.

Khối lượng
thể tích xốp của xỉ thép phụ thuộc vào phân bố cỡ hạt và mức độ đầm chặt.
Khối lượng thể tích xốp ở trạng thái tự nhiên trong khoảng 1600-1900 kg/m3.

Tính nở và
ổn định thể tích

Xỉ ABFS có
độ ổn định cao khi sử dụng làm cốt liệu cho bê tông xi măng và trong xây dựng

Xỉ hạt lò
cao có độ ổn định cao khi sử dụng làm cốt liệu cho bê tông xi măng và trong
xây dựng

Xỉ thép
ngay khi được tạo ra chứa khoảng vài phần trăm vôi tự do. Khi tiếp xúc với
nước, vôi tự do gần bề mặt hạt xỉ thủy hóa gây nở làm hạt xỉ bị nứt hoặc tạo
ra các hạt xỉ nhỏ. Ngược lại, nếu vôi tự do ở sâu phía trong thì hiện tượng
nở sẽ diễn ra muộn hoặc không diễn ra. Mức độ nở của xỉ thép thay đổi phụ
thuộc vào kích thước của hạt vôi tự do và tính chất của hạt xỉ thép.

Độ hút
nước

Độ hút nước
của xỉ ABFS khoảng 1,0 đến 6,0 % (phổ biến là 3-4 %), cao hơn so với đá dăm
tự nhiên.

Độ hút
nước của xỉ hạt lò cao khoảng 2,0 đến 6,0 % (phổ biến là 2-4 %), cao hơn so
với đá dăm tự nhiên.

Độ hút
nước của xỉ thép khoảng 1,0 đến 4,0 %, cao hơn so với đá dăm tự nhiên.

Tính chất
cơ học

Cường độ,
tính chống mài mòn, va đập của cốt liệu xỉ lò cao ở mức thấp hơn so với cốt
liệu tự nhiên.

_

Cường độ,
khả năng chịu va đập và đặc biệt tính chống mài mòn, ma sát cao, tốt hơn so
với cốt liệu tự nhiên và xỉ ABFS.

Góc nội ma
sát

Do xỉ ABFS
có bề mặt thô và hình dạng góc cạnh, nên góc nội ma sát của xỉ hạt lò cao lớn
khoảng 40-45o, lớn hơn của đá tự nhiên nghiền. Tính chất này mang lại ưu điểm
khi sử dụng xỉ lò cao làm nguội chậm làm vật liệu đắp nền.

Do xỉ hạt
lò cao có bề mặt thô và hình dạng góc cạnh, nên góc nội ma sát của xỉ hạt lò
cao lớn khoảng 40-45o, lớn hơn của cát tự nhiên. Tính chất này
mang lại ưu điểm khi sử dụng xỉ hạt lò cao làm vật liệu đắp nền.

Do hạt xỉ
thép có bề mặt thô, hình dạng góc cạnh, nên góc nội ma sát của xỉ thép lớn
khoảng 40-45o, lớn hơn của đá tự nhiên nghiền. Ngoài ra, xỉ thép
có khối lượng thể tích lớn do vậy, các tính chất này mang lại ưu điểm khi sử
dụng xỉ thép làm vật liệu đắp, rải đường.

Tính thủy
lực

Một lượng
rất nhỏ canxi oxýt (CaO) và silic oxýt (SiO2) trong xỉ ABFS khi
tiếp xúc với nước tạo ra sản phẩm thủy hóa dạng CSH làm đặc chắc bề mặt hạt
xỉ. Ngoài ra, khi có mặt Al2O3 hoạt tính trong môi trường kiềm thì cũng sẽ
tạo sản phẩm thủy hóa dạng CASH do vậy chúng làm đặc chắc cấu trúc hạt xỉ và
dính kết các hạt xỉ tạo ra cường độ của khối vật liệu xỉ theo thời gian.

Xỉ hạt lò
cao có hoạt tính mạnh do cấu trúc dạng thủy tinh, chúng có thể tạo sản phẩm
thủy hóa đặc chắc trong môi trường kiềm. Do có tính thủy lực tiềm ẩn này, xỉ hạt
lò cao có khả năng dính kết với nhau thành một khối vật liệu có cường độ.

Mặc dù xỉ
thép cũng giống như xỉ lò cao làm nguội chậm chúng có tính thủy lực, tuy
nhiên tính thủy lực của nó yếu và không đồng đều.

 

Bảng 2. Tính chất cơ lý điển hình của xỉ gang và xỉ
thép của một số nhà máy gang thép tại Việt Nam

Chỉ tiêu

Xỉ gang

Xỉ thép

Xỉ GBFS Thái Nguyên

Xỉ GBFS Hòa Phát

Xỉ GBFS Tuyên Quang

Nhật Bản

EAF Thái Nguyên qua nghiền

EAF B.Rịa- V.Tàu qua nghiền

BOF Hòa Phát

Khối lượng
riêng, g/cm3

2,297

2,558

2,473

2,6-2,9

3,778

3,669

3,425

Độ hút
nước, %

2,98

2,52

2,22

0,4-1,5

2,28

1,73

14,45

Khối lượng
thể tích xốp, kg/m3

821,1

1096

1027

1780

1822

1345

Thành phần
hạt

ngoài vùng cát thô theoTCVN 7570:2006

cát thô theoTCVN 7570:2006

cát thô theoTCVN 7570:2006

Dmax 20mm

Dmax 20mm

ngoài vùng cát thô theo TCVN 7570:2006

Hàm lượng
hạt > 5 mm, %

11,8

1,7

2,1

64,4

78,1

9,2

Mô đun độ
lớn (hạt < 5 mm)

3,12

3,36

3,07

2,01

Nén dập xi
lanh, %

7,6

7,2

Hao mòn
Los Angeles, %

16,2

14,8

CHÚ THÍCH:
Kết quả thí nghiệm do Viện Vật liệu xây dựng thực hiện; Xỉ Nhật tham khảo từ
nguồn của Hiệp Hội Xỉ Nhật Bản

 

Bảng 3.Thành phần hóa điển hình của xỉ gang, xỉ thép
của một số nhà máy gang thép tại Việt Nam

TT

Thành phần hóa

Xỉ hạt lò cao

Xỉ thép

Hòa Phát

Thái Nguyên

Nhật Bản

EAF Thái Nguyên

BOF Hòa Phát

EAF Nhật Bản

BOF Nhật Bản

1

MKN

0,99

kxđ

8,48

2

SiO2

35,54

36,12

33,8

19,20

15,70

12,1

11

3

CaO

40,95

37,65

41,7

25,00

46,00

22,8

45,8

4

Al2O3

10,95

12,74

13,4

5,61

3,58

6,8

1,9

5

Fe2O3

0,72

2,36

T-Fe=0,4

32,90

12,40

T-Fe=29,5

T-Fe=17,4

6

MgO

9,20

8,19

7,4

9,51

7,41

4,8

6,5

7

SO3

0,14

0,26

9,51

0,87

8

K2O

0,67

0,91

0,03

0,42

9

Na2O

0,43

0,16

0,00

0,00

10

TiO2

0,32

0,30

0,56

0,58

11

MnO

_

_

0,3

4,31

3,58

7,9

5,3

12

P2O5

_

_

<0,1

0,86

0,50

0,3

1,7

13

CaOtd

_

_

0,00

2,44

14

Cl

<0,001

<0,001

_

_

15

S2-

0,62

0,72

S=0,8

_

_

S=0,2

CHÚ THÍCH:
Kết quả thí nghiệm do Viện Vật liệu xây dựng thực hiện; Xỉ Nhật tham khảo từ
nguồn của Hiệp Hội Xỉ Nhật Bản

 

khí sulfua
trong khi xỉ thép tạo ra nước có màu trắng. Mức độ chất độc hại trong nước lọc
rửa qua các loại xỉ thường ở mức thấp so với quy định. Bảng 4 tổng hợp các ảnh
hưởng đến môi trường của các loại xỉ gang và xỉ thép [1][3].

Bảng 4. Tổng hợp ảnh hưởng môi trường xung quanh của xỉ
gang, xỉ thép

Loại xỉ

Màu, mùi của nước lọc rửa qua vật liệu

Chỉ số pH của nước tiếp xúc với xỉ

Phát thải chất độc hại1)

Khuyến nghị

Xỉ lò cao
làm nguội chậm

Tạo nước
rỉ có màu vàng/xanh có mùi khí sulfua sau đó bị oxy hóa và hết màu sau 2-3
ngày

Tạo ra môi
trường kiềm, pH từ 10-11 giảm dần xuống còn khoảng 8-8,5 sau một năm

Hàm lượng
chất độc hại có trong nước lọc rửa qua xỉ thấp hơn so với giá trị có thể định
lượng được.

Cần có
kiểm tra chỉ số pH và phát thải chất độc hại của xỉ với mỗi nhà máy gang thép

Xỉ hạt lò
cao

Không có
ảnh hưởng rõ ràng nào

Tạo ra môi
trường kiềm với pH khoảng 8-10, thấp hơn so với các loại xỉ khác

(như trên)

_

Xỉ lò thổi
BOF và xỉ lò hồ quang điện EAF

Tạo nước
rỉ có khả năng tạo kết tủa trắng do phản ứng thủy hóa của vôi tự do trong xỉ.
Lượng kết tủa trắng giảm dần theo thời gian

Do xỉ chứa
vôi tự do nên chỉ số pH cao hơn các loại xỉ khác pH khoảng 8-12

Hầu hết
các mẫu xỉ có hàm lượng chất độc hại thấp hơn mức có thể định lượng được. Tuy
nhiên một số mẫu xỉ có thể có giá trị lớn hơn mức cho phép

Cần có
kiểm tra chỉ số pH, hàm lương vôi tự do hoặc tính nở và phát thải chất độc
hại của xỉ với mỗi nhà máy sản xuất thép

1) Lượng
phát thải chất độc hại của xỉ tham khảo số liệu nêu trong PHỤ LỤC 1

5. Hướng dẫn sử dụng xỉ gang, xỉ thép

5.1 
Phạm vi sử dụng

Do đặc tính
khác nhau của mỗi loại xỉ, nên xỉ gang và xỉ thép có khả năng sử dụng trong
phạm vi nhất định. Bảng 5 liệt kê các ứng dụng chủ yếu của mỗi loại xỉ gang và
xỉ thép trong lĩnh vực làm vật liệu xây dựng. Các ứng dụng khác của xỉ gang, xỉ
thép không được nêu trong Bảng 5 cần phải được nghiên cứu và đánh giá trước khi
áp dụng trong thực tế.

Bảng 5. Ứng dụng chủ yếu của xỉ gang, xỉ thép trong
lĩnh vực vật liệu xây dựng

Nguồn gốc

Chủng loại xỉ

Ứng dụng

Mức độ ứng dụng

Xỉ lò cao

Xỉ lò cao
làm nguội chậm (xỉ ABFS)

Cốt liệu
cho bê tông

++

Vật liệu
hạt cho đắp, san lấp công trình

++

Vật liệu
cho đường giao thông

++

Cọc cát
đầm chặt

+

Xỉ hạt lò
cao (xỉ GBFS)

Làm phụ
gia khoáng cho sản xuất xi măng*

+++

Làm phụ
gia khoáng cho bê tông và vữa*

+++

Chất kết
dính cho gia cố nền đất*

+++

Cốt liệu
nhỏ cho bê tông

++

Vật liệu
hạt cho đắp, san lấp công trình

++

Vật liệu
cho đường giao thông

++

Vật liệu
hạt cho thoát nước

+

Cọc cát
đầm chặt

+

Xỉ thép

Xỉ lò thổi
(xỉ BOF)

Vật liệu
hạt rải đường (base, subbase, subgrade)

++

Cốt liệu
cho bê tông atphan

++

Vật liệu
hạt cho đắp, san lấp công trình

+

Cọc cát
đầm chặt

++

Xỉ lò hồ
quang điện (xỉ EAF)

Vật liệu
hạt rải đường (base, subbase, subgrade)

++

Cốt liệu
cho bê tông atphan

++

Vật liệu
hạt cho đắp, san lấp công trình

+

Cọc cát
đầm chặt

++

CHÚ THÍCH

+++

Ứng dụng
đã được tiêu chuẩn hóa thành TCVN

 

++

Ứng dụng
nhiều ở nước ngoài, đã có sản phẩm sản xuất, cung ứng ở Việt Nam nhưng chưa
có TCVN

 

+

Đã có ứng
dụng trong thực tế nhưng chưa được tiêu chuẩn hóa hoặc cần nghiên cứu thêm

 

*

ở trạng
thái nghiền mịn

5.2 
Hướng dẫn sử dụng

Xỉ gang, xỉ
thép sử dụng làm vật liệu xây dựng cần phải thử nghiệm và đáp ứng theo quy định
trong Bảng 6 trước khi đưa ra sử dụng trong thực tế [1][2][3]. Hướng dẫn sử
dụng xỉ gang, xỉ thép cho các ứng dụng cụ thể được trình bày trong các mục 5.2.1
đến 5.2.5 dưới đây.

Bảng 6. Quy định về kiểm soát chất lượng xỉ gang, xỉ
thép sử dụng làm vật liệu xây dựng

5.2.1 
Phụ gia khoáng cho xi măng

Chỉ nên sử
dụng xỉ hạt lò cao (Granulated blast furnace slag, viết tắt là GBFS) làm phụ
gia khoáng trong sản xuất xi măng. Quy định về sử dụng GBFS làm phụ gia khoáng
cho xi măng có thể áp dụng các TCVN như thể hiện trong Bảng 7.

Bảng 7. Tiêu chuẩn cho xi măng chứa GBFS

Xi măng và GGBFS

Số hiệu tiêu chuẩn

Quy định về sử dụng GBFS

Xỉ hạt lò
cao dùng để sản xuất xi măng

TCVN
4315:2007

Quy định
về chất lượng của xỉ hạt lò cao sử dụng làm phụ gia khoáng cho xi măng

Xỉ hạt lò
cao nghiền mịn cho bê tông và vữa xây dựng

TCVN
11586:2016

Quy định
về chất lượng của xỉ hạt lò cao nghiền mịn sử dụng làm phụ gia khoáng cho bê
tông, vữa và xi măng

Xi măng
poóc lăng hỗn hợp

TCVN
6260:2009

Hàm lượng
GBFS tối đa đến 40 % trong xi măng (theo khối lượng)

Xi măng đa
cấu tử

TCVN
9501:2013

Hàm lượng
GBFS từ > (40-80) % trong xi măng

Xi măng
poóc lăng xỉ lò cao

TCVN
4316:2007

Hàm lượng
GBFS từ > (40-70) % trong xi măng

Xi măng
poóc lăng hỗn hợp bền sulfate

TCVN
7711:2013

Hàm lượng
GBFS tối đa đến 80 % trong xi măng

Xi măng poóc
lăng hỗn hợp ít tỏa nhiệt

TCVN
7712:2013

Hàm lượng
GBFS tối đa đến 80 % trong xi măng

5.2.2 
Phụ gia khoáng cho bê tông, vữa xây dựng

Chỉ nên sử
dụng xỉ hạt lò cao nghiền mịn (Ground granulated blast furnace slag, viết tắt
là GGBFS) làm phụ gia khoáng cho bê tông và vữa. Bảng 8 trình bày các chỉ dẫn
kỹ thuật khi sử dụng GGBFS làm phụ gia cho bê tông và vữa xây dựng.

Bảng 8. Chỉ dẫn sử dụng GGBFS làm phụ gia cho bê tông
và vữa

Chỉ tiêu

Chỉ dẫn về sử dụng GGBFS cho bê tông và vữa

Chỉ dẫn về tiêu chuẩn

Chất lượng
của GGBFS

Cần phải
kiểm tra đánh giá đảm bảo phù hợp với yêu cầu kỹ thuật trong TCVN 11586:2016
“Xỉ hạt lò cao nghiền mịn cho bê tông và vữa xây dựng”.

TCVN
11586:2016 “Xỉ hạt lò cao nghiền mịn cho bê tông và vữa xây dựng”. Có thể áp
dụng các tiêu chuẩn nước ngoài, ví dụ như ASTM C989, JIS A 6206; BS EN
15167-1

Hàm lượng
sử dụng

Tùy thuộc
vào yêu cầu cụ thể đối với kết cấu bê tông, vữa (bền trong môi trường xâm
thực, cường độ, nhiệt thủy hóa, v.v…) mà hàm lượng GGBFS sử dụng khác nhau,
thường dao động trong khoảng (20-80) % [4].

Áp dụng
tiêu chuẩn TCVN đối với xi măng chứa GGBFS tùy từng ứng dụng cụ thể.

Đối với bê
tông, chất kết dính sử dụng GGBFS áp dụng thiết kế cấp phối như bê tông sử
dụng xi măng hỗn hợp.

Tính công
tác của hỗn hợp bê tông (HHBT)

HHBT sử
dụng GGBFS thay thế một phần xi măng có lượng dùng nước tương đương hoặt ít
hơn khoảng 3-5 % [1] và khả năng duy trì tính công tác tốt hơn so với HHBT
chỉ sử dụng xi măng [2].

Tính công
tác của HHBT chứa GGBFS thí nghiệm theo TCVN 3106

Thời gian
đông kết (TGĐK) của HHBT

TGĐK của
HHBT với hàm lượng GGBFS >25% của chất kết dính tăng so với HHBT chỉ sử
dụng xi măng [6]. Ở hàm lượng thay thế xi măng (35-40)% thì TGĐK tăng khoảng
1h [6]

Thời gian
đông kết của HHBT xác định theo TCVN 9338 Thời gian đông kết của hỗn hợp vữa
xác định theo TCVN 3121-9

Tách nước
của HHBT

Khi sử
dụng GGBFS mịn hơn xi măng thì mức độ tách nước của hệ sẽ giảm và ngược lại.

Tách nước
của HHBT xác định theo TCVN 3109

Thời gian
bảo dưỡng ban đầu đối với bê tông

Do mức độ
phát triển cường độ tuổi sớm thấp và bê tông có xu hướng tăng độ co ở tuổi
sớm nên bê tông chứa GGBFS cần được Bảo dưởng ẩm tự nhiên ngay sau khi hoàn
thiện bề mặt đến khi đạt cường độ bảo dưỡng tới hạn. Thời gian bảo
dưỡng ẩm tối thiểu của bê tông chứa GGBFS có thể tham khảo như sau:

Nhiệt độ
môi trường (oC)

Tỷ lệ
GGBFS/xi măng (%)

 

30-40

40-55

55-70

10-17

7 ngày

8 ngày

9 ngày

>17

7 ngày

7 ngày

7 ngày

Quy trình
bảo dưỡng áp dụng theo TCVN 8828 với thời gian bảo dưỡng ẩm tự nhiên theo như
bảng bên.

Phát triển
cường độ của bê tông

Khi sử
dụng GGBFS thì cường độ ở tuổi sớm (3 và 7 ngày) của bê tông thấp hơn nhưng
sẽ tương đương sau khoảng 28 ngày và cao hơn ở các tuổi sau đó. Mức độ đạt
cường độ tương đương bê tông sử dụng xi măng PC phụ thuộc vào tỷ lệ sử dụng
GGBFS và cấp phối bê tông [2][6].

Thí nghiệm
đánh giá phát triển cường độ nén của bê tông theo TCVN 3118

Nhiệt thủy
hóa của bê tông

Mức độ tỏa
nhiệt của bê tông chứa GGBFS không nhanh như bê tông với xi măng PC do đó làm
giảm nguy cơ nứt kết cấu bê tông do ứng suất nhiệt [2][6].

Xác định
nhiệt độ bê tông theo phương pháp bán đoạn nhiệt, đoạn nhiệt

Chống xâm
thực sulfate

Xi măng
poóc lăng hỗn hợp bền sun phát chứa GGBFS có thể thay thế xi măng poóc lăng
bền sun phát cho chế tạo bê tông làm việc trong môi trường xâm thực sulfate
trong hầu hết các trường hợp [2][6].

TCVN 7711
, TCVN 4316, TCVN 9501

Tính chống
thấm và bảo vệ ăn mòn cốt thép

Bê tông
chứa GGBFS được cải thiện về vi cấu trúc, lỗ rỗng do đó tăng khả năng chống
thấm và độ bền lâu [2][6].

Bê tông
chứa GGBFS giảm hệ số xâm nhập ion clo gấp hàng chục lần so với bê tông chỉ
sử dụng xi măng PC. Ngoài ra, bê tông chứa GGBFS còn giảm chiều dày lớp bê
tông bị cácbonat hóa, do vậy tăng cường hiệu quả khả năng bảo vệ ănmòn cốt
thép [2][6]. Bê tông sử dụng GGBFS

thích hợp
cho kết cấu bê tông vùng biển.

Thử chống
thấm áp lực nước theo TCVN 3116. Thử thâm nhập ion clo theo phương pháp đo
điện lượng theo TCVN 9337

Xác định
hệ số khuếch tán clorua theo chiều sâu theo TCVN 9492

Thử ăn mòn
cốt thép theo đo điện thể theo TCVN 9348.

5.2.3 
Cốt liệu cho bê tông

Đối với ứng
dụng làm cốt liệu cho bê tông, xỉ lò cao làm nguội chậm và xỉ hạt lò cao là hai
loại xỉ thường được sử dụng. Xỉ thép có cường độ cao, độ bền tốt nhưng do có
tính nở nên ít được sử dụng làm bê tông trong thực tế. Bảng 9 trình bày chỉ dẫn
kỹ thuật cho sử dụng xỉ gang, xỉ thép làm cốt liệu cho bê tông.

Bảng 9. Chỉ dẫn kỹ thuật cho sử dụng xỉ gang, thép làm
cốt liệu cho bê tông

Ứng dụng

Loại xỉ

Chỉ dẫn kỹ thuật

Chỉ dẫn về tiêu chuẩn

Cốt liệu
lớn cho bê tông

Xỉ lò cao
làm nguội chậm

Kiểm
soát chất lượng:

Thành phần
hóa: cần đánh giá hàm lượng CaO, SO3, lưu huỳnh và FeO tổng. Giới
hạn các thành phần này không vượt quá mức quy định trong tiêu chuẩn áp dụng.

Áp dụng
tiêu chuẩn nước ngoài như JIS A5011-1, ASTM C33, BS EN 8500-2.

Tính chất
cơ lý: Cần đánh giá các chỉ tiêu như cốt liệu đá tự nhiên, trong đó lưu ý đến
thành phần hạt, khối lượng thể tích hạt, độ hút nước.

Thiết
kế cấp phối bê tông
[1][2][6]:

Phương
pháp thử áp dụng TCVN 7572 hoặc tiêu chuẩn nước ngoài tương ứng

Phương
pháp thiết kế tương tự như bê tông sử dụng cốt liệu tự nhiên. Cần lưu ý đến
đặc tính của cốt liệu ABFS như khối lượng thể tích thấp hơn, độ hút nước cao,
bề mặt thô ráp hơn so với cốt liệu tự nhiên để có điều chỉnh phù hợp.

Thi
công
bảo dưỡng [2][6]:

Chỉ dẫn
chọn thành phần bê tông các loại theo Quyết định 788/QĐ-BXD năm 1998 hoặc các
tiêu chuẩn thiết kế thành phần bê tông tương đương.

Thi công
tương tự như bê tông cốt liệu tự nhiên. Lưu ý nên làm ẩm cốt liệu trước và
điều chỉnh tăng tỷ lệ cốt liệu nhỏ để thuận lợi khi bơm bê tông.

Áp dụng
các tiêu chuẩn TCVN về thi công và bảo dưỡng bê tông cốt liệu tự nhiên

Bảo dưỡng
[2]: Áp dụng quy trình bảo dưỡng như với bê tông cốt liệu tự nhiên. Bê tông
cốt liệu xỉ có lợi thế tăng cường quá trình tự bảo dưỡng nhờ lượng hơi ẩm có
nhiều trong cốt liệu.

Áp dụng
TCVN 8828 về bảo dưỡng như đối với bê tông cốt liệu tự nhiên.

Xỉ thép
(xỉ lò thổi, xỉ lò hồ quang điện)

Thực tế
hiện nay loại xỉ này có ứng dụng làm cốt liệu cho bê tông rất hạn chế. Khi
cần sử dụng, phải đánh giá về tính ổn định thể tích của loại cốt liệu từ loại
xỉ này do trong vật liệu có thể chứa CaO, MgO tự do, FeO gây nở [1][2][8].

Áp dụng
JIS A5011-4 đối với xỉ thép EAF loại xỉ oxy hóa, xỉ thép BOF chưa có tiêu
chuẩn.

Đánh giá
độ nở áp dụng theo JIS A 5015 hoặc ASTM D4792

Cốt liệu
nhỏ cho bê tông

Xỉ lò cao
làm nguội chậm và xỉ hạt lò cao

Áp dụng
chỉ dẫn như cốt liệu lớn cho bê tông từ xỉ ABFS ở phần trên của bảng này.

Có thể áp
dụng tiêu chuẩn nước ngoài như JIS A5011-1, ASTM C33, BS EN 8500-2.

5.2.4
Vật liệu cho san lấp, đắp nền cho công trình xây dựng và giao thông

Xỉ gang, xỉ
thép rất thích hợp dùng làm vật liệu cấp phối hạt không trộn với chất kết dính
(vật liệu rời) do chúng có những đặc tính tốt như cường độ cao, chống mài mòn
tốt, góc nội ma sát cao. Chính vì vậy xỉ gang, xỉ thép được ứng dụng nhiều làm
vật liệu đắp, san lấp trong xây dựng và làm lớp nền, móng cho công trình giao
thông, đặc biệt xỉ thép làm vật liệu cho lớp móng đường có khả năng chịu tải
trọng lớn. Bảng 10 trình bày chỉ dẫn kỹ thuật với xỉ gang, xỉ thép làm vật liệu
dạng hạt cho đắp, điền đầy kết cấu trong xây dựng và cho lớp nền, móng đường
giao thông.

Bảng 10. Chỉ dẫn kỹ thuật sử dụng xỉ gang, xỉ thép dùng
làm vật liệu hạt cấp phối cho san lấp, đắp nền trong xây dựng và làm lớp nền,
móng đường giao thông

Loại xỉ

Chỉ dẫn kỹ thuật

Chỉ dẫn về tiêu chuẩn

Xỉ lò cao
làm nguội chậm (ABFS)

Kiểm
soát chất lượng
[1][7]:

Cần được
kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật như đối với vật liệu tự nhiên. Ngoài ra, vật
liệu xỉ ABFS còn cần được kiểm tra:

– Màu của
nước lọc rửa qua vật liệu: cần không màu. Lưu ý nước lọc rửa qua vật liệu có
thể có màu (vàng, xanh) và mùi do chứa hợp chất lưu huỳnh có khả năng bị oxy
hóa khi vật liệu chưa được xử lý. Các biện pháp xử lý thường áp dụng [1]:

(1) phong
hóa vật liệu tại bãi chứa tối thiểu một tháng trước khi sử dụng, hoặc sử dụng
phương pháp hơi nước nhiệt cao;

(2) lấy
mẫu kiểm tra màu của nước lọc rửa qua vật liệu;

(3) dùng
vật liệu ở vị trí trên mực nước ngầm, không ngâm ngập trong nước.

– Chỉ số
pH và hàm lượng chất độc hại trong nước lọc rửa qua vật liệu

Có thể áp
dụng tiêu chuẩn nước ngoài như JIS A 5015, ASTM D 2940, BS EN 13242

 

Có thể áp
dụng phương pháp thử theo phụ lục A của JIS A5015 để đánh giá màu của nước
lọc rửa qua vật liệu

 

 

Có thể áp
dụng JIS A 5015

 

 

Đặc
tính kỹ thuật [1][2][7]
:

– Khối
lượng thể tích đầm chặt trong khoảng 1120-1940 kg/m3 [3] thấp hơn
vật liệu tự nhiên.

– Độ ổn
định: do có bề mặt thô, ráp và góc nội ma sát lớn (40-45o) nên vật
liệu có độ ổn định cao. Ngoài ra, vật liệu chịu được ẩm ướt, hầu như không bị
sụt lún sau khi đầm chặt và có sự dính kết tạo cường độ của các hạt theo thời
gian do tính thủy lực tiềm ẩn. Chỉ số CBR cao (thường lớn hơn 100 đến 250
[3]).

– Tính
thoát nước: do không có tính dẻo dính, nên vật liệu có khả năng cho nước
thoát qua cao.

– Tính ăn
mòn: do nước lọc rửa qua Vật liệu có tính kiềm (pH khoảng 8-10) nên không có
nguy cơ gây ăn mòn cho thép.

Thiết
kế và thi công
[7]

Thiết kế
và thi công vật liệu đắp và san lấp bằng xỉ ABFS tương tự như với cốt liệu từ
đá tự nhiên. Lưu ý các chỉ tiêu nêu ở mục kiểm soát chất lượng.

 

Các chỉ
tiêu kỹ thuật được áp dụng các phương pháp thử như với vật liệu tự nhiên

 

 

 

 

 

 

Áp dụng
quy phạm thiết kế và thi công như đối với vật liệu đá tự nhiên

 

Xỉ hạt lò
cao (GBFS)

GBFS
thường được sử dụng như là cốt liệu nhỏ để phối trộn với ABFS hoặc xỉ thép.
Bản thân xỉ GBFS không có tính nở nhưng lưu ý phối hợp GBFS với ABFS ở tỷ lệ
quá lớn có khả năng gây nở quá mức cho phép [1].

GBFS cho
đường giao thông có thể áp dụng theo JIS A 5015.

 

Xỉ thép
(xỉ lò thổi, xỉ lò hồ quang điện)

Kiểm
soát chất lượng
[1][8]:

Cần được
kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật như đối với vật liệu tự nhiên. Ngoài ra, vật
liệu xỉ thép còn cần được kiểm tra:

– Quy
trình xử lý nghiền, sàng xỉ thép thành vật liệu hạt cần có thêm công đoạn
tách sắt từ tính để vật liệu không bị lẫn sắt.

– Kiểm
soát chất lượng tại nhà máy nơi phát thải xỉ thép và nơi xử lý xỉ thép đảm
bảo thànhphần hạt và không bị lẫn tạp chất ngoại lai như gạch chịu lửa, gỗ,
vôi, đá, v.v…

– Độ ổn
định thể tích và tạo kết tủa trắng. Có thể kiểm tra thông qua độ nở ngâm
trong nước hoặc phân tích hàm lượng vôi tự do. Một số phương pháp làm ổn định
thể tích của xỉ thép như: (1) để phong hóa ngoài trời (ví dụ: vật liệu cho
móng đường giao thông cần phong hóa tối thiểu 6 tháng theo JIS A 5015); (2)
Ổn định bằng các phương pháp gia tốc như g hơi nước nhiệt độ cao (có thể rút
ngắn thời gian xuống còn 3-7 ngày). Lưu ý hiện tượng tạo kết tủa trắng của
nước lọc rửa qua vật liệu trong quá trình sử dụng.

Đặc
tính kỹ thuật [1][2][8]:

– Khối
lượng thể tích hạt (3,2-3,6) g/cm3 cao hơn so với đá tự nhiên
(2,5-2,7) g/cm3.

– Độ ổn
định, chịu tải: do có bề mặt thô ráp và góc nội ma sát lớn (40-45o)
nên vật liệu có độ ổn định cao. Chỉ số CBR cao đến 300 [3].

– Trương
nở thể tích: có khả năng nở trong môi trường tự nhiên đến 10% do thủy hóa của
CaO và MgO. Vì lý do này, vật liệu xỉ thép không nên sử dụng làm vật liệu
điền đầy bị kìm hãm phía ngoài.

– Gây hiện
tượng nước kết tủa trắng: nước lọc rửa qua vật liệu có khả năng có kết tủa,
cặn bột trắng do chứa CaCO3, gây nguy cơ tắc đường ống thoát nước.

– Tính
thoát nước: có khả năng cho nước thoát qua cao.

– Tính ăn
mòn: do nước lọc rửa qua Vật liệu có tính kiềm cao (pH khoảng 8-11) nên có
nguy cơ gây ăn mòn lớp mạ kẽm hoặc ống nhôm.

Thiết
kế và thi công
[8]

Thiết kế
và thi công vật liệu đắp và san lấp bằng xỉ thép tương tự như với cốt liệu từ
đá tự nhiên. Lưu ý các chỉ tiêu nêu ở mục kiểm soát chất lượng khi thiết kế
và thi công.

Vật liệu
xỉ thép cho lớp móng đường giao thông có thể áp dụng theo JIS A 5015, ASTM D
2940, BS EN 13242

 

 

 

 

Đánh giá
về độ nở có thể áp dụng theo JIS A 5015 hoặc ASTM D4792.

5.2.5 
Vật liệu cho đường giao thông

Xỉ gang, xỉ
thép được ứng dụng cho đường giao thông ở hai dạng chính:

(1) vật liệu
hạt cấp phối cho nền, móng đường, và

(2) cốt liệu
cho bê tông nhựa nóng at phan.

Chỉ dẫn kỹ
thuật của ứng dụng dạng (1) đã được trình bày trong Bảng 10, Bảng 11 dưới đây
trình bày chỉ dẫn kỹ thuật sử dụng xỉ gang, xỉ thép làm cốt liệu cho bê tông
nhựa nóng at phan.

Bảng 11. Chỉ dẫn kỹ thuật sử dụng xỉ gang, xỉ thép làm
cốt liệu cho bê tông nhựa nóng at phan

Loại xỉ

Chỉ dẫn kỹ thuật

Chỉ dẫn về tiêu chuẩn

Xỉ lò cao
(xỉ ABFS và xỉ GBFS)

Kiểm
soát chất lượng:

Cần kiểm
tra các chỉ tiêu kỹ thuật như đối với cốt liệu tự nhiên. Ngoài ra, do sự biến
động chất lượng của cốt liệu từ xỉ lò cao cao hơn cốt liệu tự nhiên nên cần
kiểm soát chặt tính đồng nhất, chất lượng của chúng (cần tăng tần suất kiểm
tra). Sự biến động chất lượng của cốt liệu xỉ lò cao phụ thuộc vào mỗi nhà
máy, quy trình xử lý nghiền sàng, v.v.. [3].

 

Có thể áp
dụng tiêu chuẩn nước ngoài như JIS A 5015, BS EN 13108-1

Một số
đặc tính kỹ thuật
[1][2][9]:

– Khối
lượng thể tích đầm chặt 1120-1940 kg/m3 [2 ]thấp hơn so với cốt liệu
tự nhiên

– Độ thấm
hút: lớn hơn so với cốt liệu tự nhiên, nên lượng chất kết dính tăng lên đến
3% [2]

– Cường
độ, tính chống mài mòn, va đập của cốt liệu xỉ gang: ở mức thấp hơn với cốt
liệu tự nhiên.

– Tính ổn
định: do lực nội ma sát lớn (40-45o) nên tạo sự ổn định tốt hơn so
với cốt liệu tự nhiên

– Tính ma
sát: có tính ma sát cao. Đây là đặc tính tốt của bê tông atphan sử dụng cốt
liệu ABFS do hạt ABFS có bề mặt thô ráp, độ cứng cao (5-6).

– Tính
chống lún: Bê tông atphan chứa ABFS có tính ổn định, chống lún tốt mà vẫn cho
tính chảy và khả năng đầm chặt cao.

– Tính bám
dính: Do tính kỵ nước, ABFS có ái lực cao với chất kết dính bitum, điều này
làm tăng tính dính kết với cốt liệu và bitum.

Thiết
kế và thi công
[9]

Tương tự
như cốt liệu tự nhiên. Lưu ý do tính thấm hút lớn hơn, nên tiêu hao lượng
bitum lớn hơn cốt liệu tự nhiên, nhưng bù lại ABFS có khối lượng thể tích đầm
chặt nhỏ nên tạo ra lượng bê tông atphan lớn hơn [9].

Do cường
độ, chống mài mòn, khả năng chống va đập của bê tông atphan sử dụng ABFS
không cao, nên cốt liệu ABFS thường được áp dụng cho đường có lưu lượng giao
thông nhỏ, bãi đỗ [2][9].

 

Thí nghiệm
xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu từ xỉ ABFS tương tự như đối với
vật liệu hạt từ đá tự nhiên

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Áp dụng
quy trình thiết kế và thi công như đối với vật liệu đá tự nhiên làm cốt liệu
cho bê tông atphan

Xỉ thép
(xỉ lò thổi BOF, xỉ lò hồ quang điện)

Kiểm
soát chất lượng
[1][10]:

Cần kiểm
tra các chỉ tiêu chất lượng như đối với cốt liệu đá tự nhiên làm cốt liệu cho
bê tông atphan, ngoài ra vật liệu xỉ thép còn cần kiểm tra:

– Quy
trình xử lý nghiền, sàng xỉ thép thành vật liệu hạt cần có thêm công đoạn
tách sắt từ tính để vật liệu không bị lẫn sắt.

– Kiểm
soát chất lượng tại nhà máy nơi phát thải xỉ thép và nơi xử lý xỉ thép thành
vật liệu hạt để đảm bảo không bị lẫn tạp chất ngoại lai như gạch chịu lửa,
gỗ, vôi, đá, v.v…

– Độ ổn
định thể tích: Có thể kiểm tra thông qua độ nở ngâm trong nước hoặc phân tích
hàm lượng vôi tự do. Biện pháp phòng tránh tính nở của xỉ là để phong hóa
ngoài trời hoặc phun hơi nước. ví dụ: cốt liệu cho bê tông atphan cần phong
hóa tối thiểu 3 tháng theo JIS A 5015.

 

Vật liệu
xỉ thép cho đường giao thông có thể áp dụng kiểm soát chất lượng theo JIS A
5015, ASTM D5106, , BS EN 13108-1

 

 

 

Đánh giá
độ nở có thể áp dụng JIS A 5015 hoặc ngâm 7 ngày trong nước không nở quá 1%
theo ASTM D4792

Xỉ thép
(tiếp)

Một số
đặc tính kỹ thuật
[1][2][13]:

– Khối
lượng thể tích hạt 3,2-3,6 g/cm3 lớn hơn 15-25% so với cốt liệu tự
nhiên.

– Độ ẩm:
Thường lớn hơn đá tự nhiên. Độ ẩm xỉ trước sử dụng nên dưới 5% và sau sấy
không nên quá 0,1% [10]

– Độ thấm
hút: lớn hơn so với cốt liệu tự nhiên, nên lượng chất kết dính tăng hơn.

– Tính cơ
học: Cường độ, khả năng chịu va đập và đặc biệt tính chống mài mòn, ma sát
cao, tốt hơn so với cốt liệu tự nhiên và xỉ ABFS.

– Tính ổn
định và chống lún: Bê tông atphan chứa xỉ thép có tính ổn định, chống lún gấp
1,5 đến 3 lần so với cốt liệu tự nhiên mà vẫn cho độ chảy, khả năng đầm chặt
tốt [10]. Đặc tính này đem lại ưu điểm khi sử dụng xỉ thép cho đường cao tốc,
bãi đỗ chịu tải trọng lớn.

– Tính bám
dính: Do có tính kỵ nước và có ái lực cao với nhựa bitum nên cốt liệu xỉ thép
có sự kết dính tốt với bitum.

Thiết
kế và thi công [1][10]

Xỉ thép có
thể dùng làm cốt liệu lớn và cốt liệu nhỏ cho bê tông atphan. Tuy nhiên không
nên dùng 100% cả cốt liệu nhỏ và lớn từ xỉ thép vì thường tạo độ rỗng cao,
làm tăng lượng dùng bitum và tăng tính lún của bê tông atphan. Do có cường
độ, chống mài mòn, khả năng chống va đập, tính ổn định, bám dính đều ở mức “rất
tốt” nên xỉ thép thường được sử dụng làm cốt liệu bê tông atphan cho các loại
mặt đường cao cấp, có lượng giao thông lớn [1],[10]. Thiết kế và thi công bê
tông atphan sử dụng cốt liệu xỉ thép tương tự như với cốt liệu từ đá tự
nhiên. Trong thiết kế lưu ý thêm các chỉ tiêu nêu trong mục “kiểm soát
chất lượng
” ở trên.

 

Thí nghiệm
xác định các chỉ tiêu kỹ thuật của vật liệu từ xỉ thép tương tự như đối với
vật liệu hạt từ đá tự nhiên

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Áp dụng
theo TCVN 8819:2011 quy phạm thiết kế và thi công đối với vật liệu đá tự
nhiên làm cốt liệu cho bê tông atphan

 

PHỤ LỤC 1

(tham khảo)

Kết quả phân tích hàm lượng
chất độc hại có trong nước lọc rửa qua xỉ gang, thép

Thành phần thử nghiệm

Đơn vị

Xỉ lò cao làm nguội chậm

Xỉ hạt lò cao

Xỉ thép

Tiêu chí đánh giá

Giới hạn phát hiện

Hợp chất
thủy ngân

mg/l

Không phát hiện

Không phát hiện

Không phát hiện

Không phát hiện

0,0005

Thủy ngân
hay hợp chất của nó

0,005

0,0005

Cadm ium
hay hợp chất của nó

0,1

0,001

Chì hay
hợp chất của nó

0,1

0,005

Phốt pho
hữu cơ hay hợp chất của nó

1

0,1

Hợp chất
Cr (VI)

0,5

0,4

As en hay
hợp chất của nó

0,1

0,005

Cyanide

1

0,1

PCB

0,003

0,0005

Đồng hay
hợp chất của nó

3

0,005

Kẽm hay
hợp chất của nó

5

0,01

Fluoride

0,3

0,3

0-4,4

15

0,1

Trichloroethylene

Không phát hiện

Không phát hiện

Không phát hiện

0,3

0,002

Tetrachloroethylene

0,1

0,0005

Beryllium
hay hợp chất của nó

2,5

0,01

Crôm hay
hợp chất của nó

2

0,04

Nickel hay
hợp chất của nó

1,2

0,01

Vanadium
hay hợp chất của nó

1,5

0,1

Hợp chất
Clo hữu cơ

mg/kg

40

4

Dichiorom
etharne

mg/l

0,2

0,002

Carbone
tetrachloride

0,02

0,0002

Ethylene
chloride

0,04

0,0004

1,1
Dichloroethylene

0,2

0,002

Cis -1,2
Dichloroethylene

0,4

0,004

1,1,1
Trichloroethane

3

0,0005

1,1,2
Trichloroethane

0,06

0,0006

1,3
Dichloropropene

0,02

0,0002

Thiuram

0,06

0,0005

Sim azine

0,03

0,0003

Thiobencarb

0,2

0,001

Benzene

0,1

0,001

Selenium
hay hợp chất của nó

0,1

0,002

Nguồn [5]:
Guidebook for the Use of Iron and Steel Slag in Port and Harbor Construction,
Nippon Slag Association and Coastal Development Institute of Technology, 2000.

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Ministry
of Land, Infrastruture, Transportation and Tourism of Japan, Recycling
technology guidance in ports and airport development
, 2004.

2.
Austrailia Slag Association (ASA), A guide to the use of iron and steel slag
in roads
, 2002

3. United
States Department of Transportation – Federal Highway Administration (FHWA), User
Guidelines for Waste and Byproduct Materials in Pavement Construction- Blast
furnace slag/steel slag – Material Description
, 2012

4. Australia
Slag Association (ASA), Blast furnace slag cements – Properties and
characteristics and Applications
(Reference Data sheet 3-2011), 2011

5. Nippon
Slag Association and Coastal Development Institute of Technology, Guidebook
for the Use of Iron and Steel Slag in Port and Harbor Construction
, 2000

6. American
Concrete Institute, ACI 233R-03 Slag cement in concrete and mortar, 2003

7. States
Department of Transportation – Federal Highway Administration (FHWA), User
Guidelines for Waste and Byproduct Materials in Pavement Construction- Blast
furnace slag-Granular Base/Embankment or Fill,
2012

8. States
Department of Transportation – Federal Highway Administration (FHWA), User
Guidelines for Waste and Byproduct Materials in Pavement Construction- Steel
slag- Granular Base, 2012

9. States
Department of Transportation – Federal Highway Administration (FHWA), User
Guidelines for Waste and Byproduct Materials in Pavement Construction- Blast
furnace slag – Asphalt Concrete
, 2012

10. States Department of Transportation – Federal Highway
Administration (FHWA), User Guidelines for Waste and Byproduct Materials in
Pavement Construction- Steel slag- Asphalt Concrete
, 2012.

[download]

Related Posts

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *