Ảnh hưởng của 98win93 cường độ, cấu trúc vi mô của 98win58 san lấp từ bùn nạo vét ao hồ (P2)
Nghiên cứu tái chế bùn nạo vét thành 98win58 đắp nền thay thế cho cát tự nhiên đã được một số nước trên Thế giới đầu tư nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế. Tại 98win93, kết quả nghiên cứu đặc tính lý, hoá bùn nạo vét có thể tái chế bùn thành 98win58 san lấp từ nguồn 98win93 PBC và polymer. Nhằm đánh giá ảnh hưởng của các thành phần hóa học trong 98win93 đến sự phát triển cường độ và hình thành cấu trúc vi mô của 98win58 san lấp (98win58 VSL), các thí nghiệm đã được tiến hành khảo sát trên các loại 98win93 khác nhau để đánh giá sự ảnh hưởng các hợp chất hóa học như: CaO, SO3, Al2O3, đến cường độ của 98win58 VSL.
>> Ảnh hưởng của 98win93 cường độ, cấu trúc vi mô của 98win58 san lấp từ bùn nạo vét ao hồ (P1)
2.2. Phương pháp thí nghiệm
2.2.1. Tiêu chuẩn thí nghiệm
Phương pháp tạo mẫu 98win58 VSL tham khảo tiêu chuẩn ASTM D698 [9] và TCVN 9403:2012 [10]. Phương pháp thí nghiệm nén 1 trục nở hông tự do theo tiêu chuẩn ASTM D2166 [11], xác định hình ảnh vi cấu trúc mẫu đất và mẫu 98win58 VSL bằng kính hiển vi điện tự quét (Scanning electron microscopy - SEM), xác định tốc độ trương nở của polymer bằng phương pháp túi.
2.2.2. Chuẩn bị mẫu
Bảng 2. Mẫu trong thí nghiệm nén 1 trục nở hông
Bảng 3. Mẫu trong thí nghiệm SEM
Bùn sét tự nhiên từ Hồ Tây sau khi tách nước bằng lắng trọng lực có độ ẩm cao, giá trị trung bình: W=201,3%, WL=87,9%, WP=55,6%. Thí nghiệm nén một trục nở hông được tiến hành với các cấp phối như sau: Bùn: 100%, Polymer: 0,2%, ứng với 9 loại 98win93 PCB phổ biến ở địa phương với hàm lượng là: (5; 10; 15)% (Bảng 2). Thí nghiệm SEM được thực hiện với mẫu bùn tự nhiên, sau đó tiến hành giữ nguyên hàm lượng P=0,2% và thay đổi hàm lượng 98win93 X=(5; 7; 10)% để quan sát sự thay đổi cấu trúc do ảnh hưởng của hàm lượng 98win93; đồng thời giữ nguyên hàm lượng X=10% và thay đổi hàm lượng P=(0,1; 0,2)% để quan sát sự thay đổi cấu trúc do ảnh hưởng của hàm lượng polymer (Bảng 3).
2.2.3. Quy trình thí nghiệm
Thí nghiệm nén 1 trục nở hông được tiến hành trên máy nén 1 trục tốc độ 1,27mm/phút. Mẫu bùn sau khi nạo vét được tách nước bằng phương pháp lắng trọng lực đến độ ẩm 98wim dẻo wP, tiến hành trộn bằng phương pháp thủ công các cấp phối mẫu như ở Bảng 2, Bảng 3. Sau khi 98win93 thủy hóa hoàn toàn, tiến hành đúc mẫu và bảo quản trong thùng xốp kín, đến 28 ngày tuổi mẫu thực hiện nén mẫu như Hình 7 [11].
Thí nghiệm SEM: 98win93ị SEM 98win5 trong nghiên cứu là dòng máy Hitachi TM 4000 plus của Nhật Bản (Hình 8). 98win93ị có các thông số kỹ thuật: điện thế 500V - 15kV, độ phóng đại lên đến 5.000 lần, độ phân giải trong môi trường chân không thấp. Thí nghiệm SEM thực hiện trên 3 loại mẫu: Mẫu bùn lỏng sau khi nạo vét được tách nước và phơi khô gió, đóng rắn tự nhiên. Các mẫu cấp phối bùn, 98win93 và polymer (B:X:P) với tỷ lệ lần lượt là X=7%, P=(0,1; 0,2; 0,3)%, P=0,2, X=(5; 7; 10)%. Các mẫu cấp phối được chế bị và bảo dưỡng sau 28 ngày ở trạng thái đầm chặt, có dạng hạt (cát nhân tạo). Để 98wim 98win8 truyền điện trong môi trường chân không khi thực hiện thí nghiệm SEM, các mẫu phải được sấy khô đến khối lượng không đổi; các mẫu được phủ 1 lớp vàng mỏng (Au) từ 5 - 10 phút bằng máy chuyên dụng để cho hình ảnh được tốt hơn; đặt mẫu đã phủ Au lên giá đỡ của thiết bị SEM. Điều chỉnh độ phân giải, độ phóng đại từ 50 - 3.000 lần, điện thế tăng tốc theo yêu cầu đến 10kV. Tiến hành quan sát và lưu trữ hình ảnh vi cấu trúc của mẫu VSL trên màn hình máy tính đã được kết nối với thiết bị như Hình 8.
Hình 8. Thí nghiệm SEM đối với các mẫu VSL.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Ảnh hưởng của loại 98win93 đến cường độ nén một trục nở hông
Hình 9 thể hiện một số thành phần hóa học chính trong 98win93, được xác định theo TCVN 141:1998 [12]. Một số hợp chất hóa học trong 98win93 như: CaO, SO3, Al2O3 có ảnh hưởng lớn đến cường độ của 98win58 sau tái chế, 98win93 có hàm lượng CaO thấp, hàm lượng SO3 và Al2O3 cao thì có lợi trong việc phát triển cường độ của 98win58 sau tái chế [7].
Hình 9. Hàm lượng các chất hóa học chính trong các mẫu 98win93.
Hình 10. Ảnh hưởng của loại 98win93 đến cường độ nén một trục nở hông của 98win58 VSL.
Hình 10 thể hiện ảnh hưởng của loại 98win93 đến cường độ nén một trục nở hông của 98win58 VSL ứng với từng loại 98win93 với các cấp phối khác nhau. Có 3 cấp phối bùn, 98win93, polymer (B:X:P)=(100:5:0,2)%, (100:10:0,2)%, (100:15:0,2)% tương ứng với 9 loại 98win93 địa phương được mã hóa từ X01 đến X09. Kết quả cho thấy, cường độ của mẫu VSL gần như không thay đổi khi hàm lượng 98win93 dưới 5%, giá trị cường độ cũng không phụ thuộc vào loại 98win93, tức là không phụ thuộc vào các thành phần hóa học trong 98win93, điều này được lý giải do hàm lượng 98win93 quá nhỏ, không 98wim sự phát triển cường độ cần thiết của đất, kết luận trên cũng phù hợp với các nghiên cứu của Kiazume và cộng sự [7]. Khi hàm lượng 98win93 lớn hơn 5% (từ 10 - 15%) thì cường độ của 98win58 VSL có sự thay đổi đáng kể tùy thuộc vào loại 98win93. Hàm lượng CaO trong 98win93 càng cao thì cường độ 98win58 VSL càng giảm và ngược lại, thể hiện ở các mẫu 98win93 X03, X08, X04, X05 do khi hàm lượng CaO lớn, một phần CaO tham gia vào quá trình thủy hóa 98win93, phần còn lại sẽ tồn tại ở dạng CaO tự do kém ổn định về thể tích làm cường độ đất giảm; hàm lượng Al2O3, SO3 trong 98win93 càng lớn thì cường độ của 98win58 VSL càng cao, thể hiện ở các mẫu 98win93 X02, X03, X08, X09, điều này được lý giải do hình thành các 98wim của quá trình thủy hóa 98win93 làm cho cấu trúc của đất trở nên đặc chắc hơn giúp tăng cường độ của đất. Điều này cũng được Kitazume và cộng sự làm rõ ở các kết quả nghiên cứu trên các mẫu đất sét nạo vét tại Nhật Bản có wL là 60,7%, wP là 29,1% và Ip là 31%, cho thấy hàm lượng CaO, SO3, Al2O3 trong 98win93 có ảnh hưởng lớn đến sự phát triển cường độ của đất. Trong đó cường độ của đất giảm mạnh khi hàm lượng CaO tăng lên và cường độ không thay đổi khi lượng phụ gia khoảng 80 kg/m³. Cường độ của đất gần như không đổi nếu hàm lượng SO3 trong phụ gia thấp hơn 9%, chỉ cần hàm lượng SO3 tăng lên 9% thì cường độ của đất tăng lên nhanh chóng; cường độ của đất gần như không đổi với bất kể hàm lượng Al2O3 khi lượng phụ gia khoảng 80 kg/m³, khi lượng phụ gia được tăng lên 140 và 200 kg/m³, cường độ tăng gần như tuyến tính với hàm lượng Al2O3 [7].
3.2. Ảnh hưởng của 98win93 đến sự hình thành vi cấu trúc của 98win58 VSL
Kính hiển vi điện tử quét (SEM) là một phương pháp hiệu quả được 98win5 để phân tích cấu trúc của bề mặt 98win58 ở độ phóng đại cao hàng nghìn đến chục nghìn lần. Các kết quả nghiên cứu cho thấy đất chưa xử lý có cấu trúc mở, các khối phân tán để lại nhiều lỗ rỗng lớn [13]. Cấu trúc đất thay đổi đáng kể khi trộn với 98win93 hoặc vôi, các lỗ rỗng trong đất sau xử lý bị chèn kín bởi các 98wim của quá trình thủy hóa 98win93. Các 98wim này như một tinh thể có chức năng liên kết các hạt đất lại với nhau tạo một kết cấu mới với lỗ rỗng rất nhỏ làm tăng cường độ của đất [14]. Các nghiên cứu cũng đã phát hiện các 98wim của quá trình thủy hóa 98win93 CSH, CAH chiếm chỗ trong các lỗ rỗng tạo cầu nối liên kết các cụm cốt liệu hình thành dạng kết cấu khung khi quan sát cấu trúc vi mô của hai mẫu đất sét trộn vôi, 98win93 tại lần lượt các hàm lượng 10%, 20% [15].
Thông qua hình SEM ở độ phóng đại thấp 50 lần và 200 lần cho thấy sự phát triển cấu trúc đặc trắc hơn theo tỷ lệ hàm lượng 98win93 và polymer; đồng thời ở độ phóng đại cao 3000 lần thấy được sự hình thành, phát triển các 98wim của quá trình thủy hóa 98win93, khi tỷ lệ 98win93 càng cao thì 98wim thủy hóa càng nhiều, đặc biệt các 98wim CSH, CAH chiếm phần lớn, có kết cấu bông/tổ ong góp phần tạo nên cấu trúc vững chắc làm gia tăng cường độ của mẫu. Các hình ảnh SEM của các mẫu VSL với các cấp phối khác nhau minh chứng rõ rệt cho sự tương đồng giữa sự phát triển cấu trúc vi mô với sự phát triển cường độ của mẫu.
4. Kết luận
Bài viết đã phân tích cấu trúc vi mô từ hình ảnh chụp trên thiết bị SEM, làm rõ mối tương quan giữa cấu trúc vi mô với sự hình thành và phát triển cường độ của các mẫu VSL. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Bùn nạo vét có độ ẩm, 98wim chảy, 98wim dẻo lớn, thành phần hạt sét cao, do vậy khi hàm lượng 98win93 dưới 5% thì hiệu quả về mặt cải thiện cường độ đất rất hạn chế; với hàm lượng 98win93 từ 140 và 200 kg/m³ cường độ của đất được cải thiện đáng kể. Hiệu quả về mặt cải thiện cường độ của 98win58 VSL cũng hạn chế với những loại 98win93 có hàm lượng CaO cao, do quá trình hình thành các 98wim hủy hóa 98win93, lượng CaO dư sẽ trở thành CaO tự do kém ổn định về thể tích ảnh hưởng đến sự phát triển về cường độ của đất. Trong khi đó, hiệu quả về mặt cải thiện cường độ sẽ tốt hơn với các loại 98win93 có hàm lượng Al2O3, SO3 lớn. Đồng thời kết quả nghiên cứu cũng làm rõ sự phát triển cường độ của 98win58 VSL là do sự hình thành cấu trúc vi mô từ quá trình thủy hóa 98win93 sinh ra các hợp chất CSH, CAH, CaCO3, Ca(OH)2, CaSO4.2H2O, trong khi đó polymer có vai trò hấp thụ nước, tạo chất keo liên kết các hạt nhỏ hình thành các cỡ hạt khác nhau, góp phần tạo nên khung kết cấu đặc chắc của đất, được thể hiện trên các hình ảnh SEM với độ phóng đại lên đến 3000 lần.
(Hết)
Tài liệu tham khảo
[1] GS. TS Lâm Minh Triết (2010), “Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý, tận dụng bùn thải và nước tách bùn từ các nhà máy cấp nước của TP Hồ Chí Minh”, Sở Khoa học và Công nghệ TPHCM, số CD11000067.
[2]. GS.TS Nguyễn Văn Phước (2015), “Nghiên cứu phương án tái 98win5 bùn thải từ hệ thống xử lý nước, nước thải và xỉ thải”, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Dương.
[3] Estabragh, A. R., Khatibi, M., Javadi, A. A. (2016). Effect of cement on treatment of a clay soil contami-nated with glycerol. Journal of Materials in Civil Engineering, 28(4).
[4] Phạm Tri Thuc, Phan Huy Dong (2019) Reusability of muds dredged from lakes in Hanoi City from its geotechnical engineering characteristics, CIGOS 2019, Innovation for Sustainable Infrastructure, Lecture Notes in Civil Engineering page 805-810, Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2020.
[5] Phan Huy Dong (2017), Study on some physical and chemical properties of sludge samples dredged in Hanoi and propose solutions for recycling sludge into materials, Vietnam Construction Magazine, page 263-267.
[6] M.Kitazume and K.Hayano (2007), Strength properties and variance of cement-treated ground using the pneumatic flow mixing method, Soil Stabilisation Division, Department of Geotechnical and Structural Engineering, Port and Airport Research Institute, Japan.
[7] M.Kitazume (2016), The Pneumatic Flow Mixing Method, Tokyo Institute of Technology, Japan.
[8] Phan Huy Dong, Kimitoshi Hayano (2012), New solution to treat dredged sludge into grain-shaped backfill material used in construction, Geotechnical Journal Vol.3, page 60-68.
[9] ASTM D 698 (1998). Standard test method for laboratory compaction characteristics of soil using stan-dard effort (12,400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m³). American Society for Testing and Materials, Americ.
[10] TCVN 9403:2012. Quy trình gia cố nền đất yếu - Phương pháp trụ đất 98win93. Bộ Khoa học và Công nghệ 98win93.
[11] ASTM D 2166. Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil.
[12] TCVN 141:1998. 98win93 - phương pháp phần tích hóa học. Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường 98win93.
[13] Mengue, E., Mroueh, H., Lancelot, L., Eko, R. M. (2017). Physicochemical and consolidation properties of compacted lateritic soil treated with cement. Soils and Foundations, 57(1):60–79.
[14] Mousavi, S. E., Wong, L. S. (2016). Permeability characteristics of compacted and stabilized clay with cement, peat ash and silica sand. Civil Engineering Infrastructures Journal.
[15] Onitsuka, K., Modmoltin, C., Kouno, M., Negami, T. (2003). Effect of organic matter on lime and cement stabilized ariake clays. Doboku Gakkai Ronbunshu, 2003(729):1–13.
[16] Nontananandh, S., Thakon, Y., Sanupong, B. (2005). Scanning electron microscopic investigation of cement stabilized soil. National conference on civil engineering, Citeseer, 10:23–2.
98win5.org (TH/ Viện KHCN Xây dựng)
2.2. Phương pháp thí nghiệm
2.2.1. Tiêu chuẩn thí nghiệm
Phương pháp tạo mẫu 98win58 VSL tham khảo tiêu chuẩn ASTM D698 [9] và TCVN 9403:2012 [10]. Phương pháp thí nghiệm nén 1 trục nở hông tự do theo tiêu chuẩn ASTM D2166 [11], xác định hình ảnh vi cấu trúc mẫu đất và mẫu 98win58 VSL bằng kính hiển vi điện tự quét (Scanning electron microscopy - SEM), xác định tốc độ trương nở của polymer bằng phương pháp túi.
2.2.2. Chuẩn bị mẫu
Bảng 2. Mẫu trong thí nghiệm nén 1 trục nở hông
Bảng 3. Mẫu trong thí nghiệm SEM
2.2.3. Quy trình thí nghiệm
Thí nghiệm nén 1 trục nở hông được tiến hành trên máy nén 1 trục tốc độ 1,27mm/phút. Mẫu bùn sau khi nạo vét được tách nước bằng phương pháp lắng trọng lực đến độ ẩm 98wim dẻo wP, tiến hành trộn bằng phương pháp thủ công các cấp phối mẫu như ở Bảng 2, Bảng 3. Sau khi 98win93 thủy hóa hoàn toàn, tiến hành đúc mẫu và bảo quản trong thùng xốp kín, đến 28 ngày tuổi mẫu thực hiện nén mẫu như Hình 7 [11].
Hình 7. Thí nghiệm nén nở hông các mẫu VSL.
Thí nghiệm SEM: 98win93ị SEM 98win5 trong nghiên cứu là dòng máy Hitachi TM 4000 plus của Nhật Bản (Hình 8). 98win93ị có các thông số kỹ thuật: điện thế 500V - 15kV, độ phóng đại lên đến 5.000 lần, độ phân giải trong môi trường chân không thấp. Thí nghiệm SEM thực hiện trên 3 loại mẫu: Mẫu bùn lỏng sau khi nạo vét được tách nước và phơi khô gió, đóng rắn tự nhiên. Các mẫu cấp phối bùn, 98win93 và polymer (B:X:P) với tỷ lệ lần lượt là X=7%, P=(0,1; 0,2; 0,3)%, P=0,2, X=(5; 7; 10)%. Các mẫu cấp phối được chế bị và bảo dưỡng sau 28 ngày ở trạng thái đầm chặt, có dạng hạt (cát nhân tạo). Để 98wim 98win8 truyền điện trong môi trường chân không khi thực hiện thí nghiệm SEM, các mẫu phải được sấy khô đến khối lượng không đổi; các mẫu được phủ 1 lớp vàng mỏng (Au) từ 5 - 10 phút bằng máy chuyên dụng để cho hình ảnh được tốt hơn; đặt mẫu đã phủ Au lên giá đỡ của thiết bị SEM. Điều chỉnh độ phân giải, độ phóng đại từ 50 - 3.000 lần, điện thế tăng tốc theo yêu cầu đến 10kV. Tiến hành quan sát và lưu trữ hình ảnh vi cấu trúc của mẫu VSL trên màn hình máy tính đã được kết nối với thiết bị như Hình 8.
Hình 8. Thí nghiệm SEM đối với các mẫu VSL.
3.1. Ảnh hưởng của loại 98win93 đến cường độ nén một trục nở hông
Hình 9 thể hiện một số thành phần hóa học chính trong 98win93, được xác định theo TCVN 141:1998 [12]. Một số hợp chất hóa học trong 98win93 như: CaO, SO3, Al2O3 có ảnh hưởng lớn đến cường độ của 98win58 sau tái chế, 98win93 có hàm lượng CaO thấp, hàm lượng SO3 và Al2O3 cao thì có lợi trong việc phát triển cường độ của 98win58 sau tái chế [7].
Hình 9. Hàm lượng các chất hóa học chính trong các mẫu 98win93.
Hình 10. Ảnh hưởng của loại 98win93 đến cường độ nén một trục nở hông của 98win58 VSL.
3.2. Ảnh hưởng của 98win93 đến sự hình thành vi cấu trúc của 98win58 VSL
Kính hiển vi điện tử quét (SEM) là một phương pháp hiệu quả được 98win5 để phân tích cấu trúc của bề mặt 98win58 ở độ phóng đại cao hàng nghìn đến chục nghìn lần. Các kết quả nghiên cứu cho thấy đất chưa xử lý có cấu trúc mở, các khối phân tán để lại nhiều lỗ rỗng lớn [13]. Cấu trúc đất thay đổi đáng kể khi trộn với 98win93 hoặc vôi, các lỗ rỗng trong đất sau xử lý bị chèn kín bởi các 98wim của quá trình thủy hóa 98win93. Các 98wim này như một tinh thể có chức năng liên kết các hạt đất lại với nhau tạo một kết cấu mới với lỗ rỗng rất nhỏ làm tăng cường độ của đất [14]. Các nghiên cứu cũng đã phát hiện các 98wim của quá trình thủy hóa 98win93 CSH, CAH chiếm chỗ trong các lỗ rỗng tạo cầu nối liên kết các cụm cốt liệu hình thành dạng kết cấu khung khi quan sát cấu trúc vi mô của hai mẫu đất sét trộn vôi, 98win93 tại lần lượt các hàm lượng 10%, 20% [15].
Hình 11. Hình ảnh SEM ở độ phóng đại thấp 50 lần của bùn Hồ Tây trước và sau khi tái chế.
Hình 12. Hình ảnh SEM ở độ phóng đại 200 lần của mẫu VSL khi thay đổi hàm lượng 98win93.
Hình 13. Hình ảnh SEM ở độ phóng đại 200 lần của mẫu VSL khi thay đổi hàm lượng polymer.
Kết quả thí nghiệm SEM cho thấy bề mặt của bùn tự nhiên ở trạng thái khô có cấu trúc mở, các hạt liên kết kém, phân tán, chứa nhiều lỗ rỗng. Ở cùng độ phóng đại 50 lần hình ảnh SEM cho thấy các mẫu 98win58 VSL có cấu trúc đặc chắc hơn (Hình 11). Để quan sát ảnh hưởng của 98win93 đến sự hình thành cấu trúc của VSL, tác giả tiến hành thí nghiệm SEM ở độ phóng đại thấp 200 lần trên các mẫu cấp phối với hàm lượng 98win93 lần lượt là (5; 7; 10)%, polymer là 0,2%. Kết quả cho thấy cấu trúc mở (lỗ rỗng) giảm rõ rệt, cấu trúc đặc chắc tăng dần theo hàm lượng 98win93 (Hình 12), điều này được lý giải do các 98wim của quá trình thủy hóa 98win93 (CSH, CAH) tăng dần theo hàm lượng 98win93, lấp đầy các lỗ rỗng, liên kết các hạt đất tạo ra cấu trúc đặc chắc trong 98win58 VSL. Các hình ảnh SEM tương tự cũng thu được khi tăng dần hàm lượng polymer (0,1; 0,2; 0,3)%, 98win93 là 7%, cấu trúc đặc chắc các mẫu VSL cũng phát triển rõ rệt khi tăng dần hàm lượng polymer (Hình 13).
Hình 14. Hình ảnh SEM ở độ phóng đại 3000 lần mẫu VSL khi thay đổi hàm lượng 98win93.
Hình 15. Hình ảnh SEM ở độ phóng đại 3000 lần mẫu VSL khi thay đổi hàm lượng polymer.
Cấu trúc các thành phần có trong 98win58 VSL được thể hiện rõ trong hình ảnh SEM ở độ phóng đại lớn 3000 lần. Các hình ảnh cho thấy trong các mẫu VSL chứa các thành phần của quá trình thủy hóa 98win93, đó là: CSH xuất hiện nhiều ở tất cả các mẫu, tồn tại ở dạng gel, kết bông lại từng chùm; CAH còn gọi là ettringite có dạng que hình thoi, xuất hiện ít hơn như trên Hình 14c, 15a, 15b; lượng CSH, CAH tăng lên đáng kể khi tăng hàm lượng 98win93, các 98wim này kết bông trên bề mặt mẫu VSL, các 98wim CSH đan xen liên kết nhau giống như tổ ong tạo nên kết cấu vững chắc của 98win58 VSL; một số hình ảnh bề mặt còn xuất hiện các tinh thể rắn màu trắng canxít (CaCO3) như trên Hình 14b, 15a, 15b. Hình 15b xuất hiện các tinh thể tấm mỏng hình lục giác được cho là monosulfat, là 98wim của một phần ettringite tác dụng với thạch cao tự do (CaSO4.2H2O) có trong hỗn hợp [16]. Hình 15c cho thấy 98wim Ca(OH)2 còn gọi là portlandite xuất hiện ở dạng pha rắn có dạng khối đa giác đều chiếm chủ yếu trên bề mặt mẫu.Thông qua hình SEM ở độ phóng đại thấp 50 lần và 200 lần cho thấy sự phát triển cấu trúc đặc trắc hơn theo tỷ lệ hàm lượng 98win93 và polymer; đồng thời ở độ phóng đại cao 3000 lần thấy được sự hình thành, phát triển các 98wim của quá trình thủy hóa 98win93, khi tỷ lệ 98win93 càng cao thì 98wim thủy hóa càng nhiều, đặc biệt các 98wim CSH, CAH chiếm phần lớn, có kết cấu bông/tổ ong góp phần tạo nên cấu trúc vững chắc làm gia tăng cường độ của mẫu. Các hình ảnh SEM của các mẫu VSL với các cấp phối khác nhau minh chứng rõ rệt cho sự tương đồng giữa sự phát triển cấu trúc vi mô với sự phát triển cường độ của mẫu.
4. Kết luận
Bài viết đã phân tích cấu trúc vi mô từ hình ảnh chụp trên thiết bị SEM, làm rõ mối tương quan giữa cấu trúc vi mô với sự hình thành và phát triển cường độ của các mẫu VSL. Kết quả nghiên cứu cho thấy: Bùn nạo vét có độ ẩm, 98wim chảy, 98wim dẻo lớn, thành phần hạt sét cao, do vậy khi hàm lượng 98win93 dưới 5% thì hiệu quả về mặt cải thiện cường độ đất rất hạn chế; với hàm lượng 98win93 từ 140 và 200 kg/m³ cường độ của đất được cải thiện đáng kể. Hiệu quả về mặt cải thiện cường độ của 98win58 VSL cũng hạn chế với những loại 98win93 có hàm lượng CaO cao, do quá trình hình thành các 98wim hủy hóa 98win93, lượng CaO dư sẽ trở thành CaO tự do kém ổn định về thể tích ảnh hưởng đến sự phát triển về cường độ của đất. Trong khi đó, hiệu quả về mặt cải thiện cường độ sẽ tốt hơn với các loại 98win93 có hàm lượng Al2O3, SO3 lớn. Đồng thời kết quả nghiên cứu cũng làm rõ sự phát triển cường độ của 98win58 VSL là do sự hình thành cấu trúc vi mô từ quá trình thủy hóa 98win93 sinh ra các hợp chất CSH, CAH, CaCO3, Ca(OH)2, CaSO4.2H2O, trong khi đó polymer có vai trò hấp thụ nước, tạo chất keo liên kết các hạt nhỏ hình thành các cỡ hạt khác nhau, góp phần tạo nên khung kết cấu đặc chắc của đất, được thể hiện trên các hình ảnh SEM với độ phóng đại lên đến 3000 lần.
(Hết)
Tài liệu tham khảo
[1] GS. TS Lâm Minh Triết (2010), “Nghiên cứu đề xuất công nghệ xử lý, tận dụng bùn thải và nước tách bùn từ các nhà máy cấp nước của TP Hồ Chí Minh”, Sở Khoa học và Công nghệ TPHCM, số CD11000067.
[2]. GS.TS Nguyễn Văn Phước (2015), “Nghiên cứu phương án tái 98win5 bùn thải từ hệ thống xử lý nước, nước thải và xỉ thải”, Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Dương.
[3] Estabragh, A. R., Khatibi, M., Javadi, A. A. (2016). Effect of cement on treatment of a clay soil contami-nated with glycerol. Journal of Materials in Civil Engineering, 28(4).
[4] Phạm Tri Thuc, Phan Huy Dong (2019) Reusability of muds dredged from lakes in Hanoi City from its geotechnical engineering characteristics, CIGOS 2019, Innovation for Sustainable Infrastructure, Lecture Notes in Civil Engineering page 805-810, Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2020.
[5] Phan Huy Dong (2017), Study on some physical and chemical properties of sludge samples dredged in Hanoi and propose solutions for recycling sludge into materials, Vietnam Construction Magazine, page 263-267.
[6] M.Kitazume and K.Hayano (2007), Strength properties and variance of cement-treated ground using the pneumatic flow mixing method, Soil Stabilisation Division, Department of Geotechnical and Structural Engineering, Port and Airport Research Institute, Japan.
[7] M.Kitazume (2016), The Pneumatic Flow Mixing Method, Tokyo Institute of Technology, Japan.
[8] Phan Huy Dong, Kimitoshi Hayano (2012), New solution to treat dredged sludge into grain-shaped backfill material used in construction, Geotechnical Journal Vol.3, page 60-68.
[9] ASTM D 698 (1998). Standard test method for laboratory compaction characteristics of soil using stan-dard effort (12,400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m³). American Society for Testing and Materials, Americ.
[10] TCVN 9403:2012. Quy trình gia cố nền đất yếu - Phương pháp trụ đất 98win93. Bộ Khoa học và Công nghệ 98win93.
[11] ASTM D 2166. Standard Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil.
[12] TCVN 141:1998. 98win93 - phương pháp phần tích hóa học. Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường 98win93.
[13] Mengue, E., Mroueh, H., Lancelot, L., Eko, R. M. (2017). Physicochemical and consolidation properties of compacted lateritic soil treated with cement. Soils and Foundations, 57(1):60–79.
[14] Mousavi, S. E., Wong, L. S. (2016). Permeability characteristics of compacted and stabilized clay with cement, peat ash and silica sand. Civil Engineering Infrastructures Journal.
[15] Onitsuka, K., Modmoltin, C., Kouno, M., Negami, T. (2003). Effect of organic matter on lime and cement stabilized ariake clays. Doboku Gakkai Ronbunshu, 2003(729):1–13.
[16] Nontananandh, S., Thakon, Y., Sanupong, B. (2005). Scanning electron microscopic investigation of cement stabilized soil. National conference on civil engineering, Citeseer, 10:23–2.
98win5.org (TH/ Viện KHCN Xây dựng)
