Tài liệu Xử lý đất với ben-tô-nít và tro bay sử dụng cho lớp chống thấm của bãi chôn lấp rác thải ở Hà Nội: ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 48
XỬ LÝ ĐẤT VỚI BEN-TÔ-NÍT VÀ TRO BAY SỬ DỤNG
CHO LỚP CHỐNG THẤM CỦA BÃI CHÔN LẤP
RÁC THẢI Ở HÀ NỘI
NGUYỄN CHÂU LÂN*, CHU LONG HẢI**
Using soil mixed with bentonite and fly-ash as materials for anti-
permeable layers in solid waste burrial fields of Hanoi
Abstract: The paper presents studies on phisico-mechanical properties of
soils mixed with bentonite and fly-ash for anti-permeable layers of solid
waste burrial fields of Hanoi. From study results it can conclude that
permeability coefficient of soil with 15% bentonite and fly-ash is less than
10
-9
m/s and can be used rationaly as materials for anti-permeable layers
of solid waste burrial fields.
1. GIỚI THIỆU CHUNG*
Hiện nay, theo thống kê, khối lƣợng chất
thải rắn của Hà Nội là khoảng 6400 tấn/ngày.
Khối lƣợng chất thải rắn này đƣợc xử lý chủ
yếu ở các bãi chôn lấp ở trong trung tâm và các
bãi xử lý rác cấp quận; và chỉ có 1/3 số lƣợng
bãi chôn lấp rác thải hợp vệ sinh...
11 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 443 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Xử lý đất với ben-tô-nít và tro bay sử dụng cho lớp chống thấm của bãi chôn lấp rác thải ở Hà Nội, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 48
XỬ LÝ ĐẤT VỚI BEN-TÔ-NÍT VÀ TRO BAY SỬ DỤNG
CHO LỚP CHỐNG THẤM CỦA BÃI CHÔN LẤP
RÁC THẢI Ở HÀ NỘI
NGUYỄN CHÂU LÂN*, CHU LONG HẢI**
Using soil mixed with bentonite and fly-ash as materials for anti-
permeable layers in solid waste burrial fields of Hanoi
Abstract: The paper presents studies on phisico-mechanical properties of
soils mixed with bentonite and fly-ash for anti-permeable layers of solid
waste burrial fields of Hanoi. From study results it can conclude that
permeability coefficient of soil with 15% bentonite and fly-ash is less than
10
-9
m/s and can be used rationaly as materials for anti-permeable layers
of solid waste burrial fields.
1. GIỚI THIỆU CHUNG*
Hiện nay, theo thống kê, khối lƣợng chất
thải rắn của Hà Nội là khoảng 6400 tấn/ngày.
Khối lƣợng chất thải rắn này đƣợc xử lý chủ
yếu ở các bãi chôn lấp ở trong trung tâm và các
bãi xử lý rác cấp quận; và chỉ có 1/3 số lƣợng
bãi chôn lấp rác thải hợp vệ sinh trên địa bàn
toàn thành phố. Bãi chôn lấp lớn nhất ở Hà Nội
là bãi chôn lấp Nam Sơn (Hình 1) – nơi nhận
và tiến hành xử lý xấp xỉ 3800 đến 4200 tấn rác
thải hàng ngày. Tại đây hoặc một số bãi chôn
lấp quy mô nhƣ bãi chôn lấp Xuân Sơn/nhà
máy xử lý rác thải Kiêu Kỵ, chất thải rắn đƣợc
nén chặt và đốt trƣớc khi chôn lấp, còn nƣớc
thải đƣợc gom tập trung lại tại hồ chứa và xử lý
theo quy định. Tuy nhiên, với các bãi chôn lấp
không hợp vệ sinh (phần lớn là các bãi rác tạm,
lộ thiên, không có hệ thống thu gom, xử lý
* Khoa Công trình - Đ i h c Giao thông Vận tải
03 Cầu Giấy-Láng Th ợng-Đ ng Đa-Hà Nội
Email: nguyenchaulan@utc.edu.vn
** Khoa Đào t o u c tế - Đ i h c Giao thông Vận tải
03 Cầu Giấy-Láng Th ợng-Đ ng Đa-Hà Nội
Email: longhaichuutc@gmail.com
nƣớc rỉ rác), nƣớc rỉ từ rác thải không đƣợc xử
lý hoặc xử lý đơn giản thông qua đầm phá tự
nhiên đã gây ô nhiễm nặng nề tới môi trƣờng,
đặc biệt là nguồn nƣớc ngầm.
Hỗn hợp đất và ben-tô-nít đƣợc áp dụng làm
lớp chống thấm cho bãi chôn lấp ở nhiều nƣớc
trên thế giới vì những ƣu điểm về kỹ thuật và
kinh tế. Có rất nhiều thí nghiệm đã đƣợc thực
hiện nhằm xác định sự thay đổi của hệ số thấm
theo hàm lƣợng ben-tô-nít và dung trọng đầm
chặt của hỗn hợp trên thế giới. Báo cáo của
Won. và các cộng sự, (2002) cho thấy rằng với
hỗn hợp có dung trọng khô 1,6 Mg/m3, hệ số
thấm giảm nhanh chóng khi tăng hàm lƣợng
ben-tô-nít và sẽ nhỏ hơn 10-9m/s khi hàm lƣợng
ben-tô-nít trong hỗn hợp lớn hơn 10% theo khối
lƣợng. Omer Muhie Eldeen Taha, (2015) cũng
nhận thấy rằng hệ số thấm của hỗn hợp giảm khi
tăng hàm lƣợng ben-tô-nít, trong khi Dixon &
Gray (1985) chỉ ra rằng việc trộn thêm (lên đến
50%) cát vào ben-tô-nít làm giảm hệ số thấm
của mẫu hỗn hợp đã đƣợc đầm chặt. Theo
Charles D. Shackelford. và các cộng sự, (2015),
sự sụt giảm đáng kể của hệ số thấm k xảy ra khi
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 49
tăng hàm lƣợng ben-tô-nít trong hỗn hợp đất và
ben-tô-nít, đặc biệt hỗn hợp có thể đạt đƣợc giá
trị hệ số thấm rất thấp (≤10-10 m/s) khi hàm
lƣợng ben-tô-nít trong hỗn hợp ≥ 10%. Bên
cạnh đó, đất khi trộn với hỗn hợp tro bay và
ben-tô-nít sau khi đƣợc đầm chặt cũng có thể sử
dụng làm lớp chống thấm cho bãi chôn lấp rác
thải. Những nghiên cứu trƣớc đó đã cho thấy
rằng chỉ số dẻo, hệ số thấm và tính trƣơng nở
của mẫu đất trộn với tro bay giảm trong khi
dung trọng khô và cƣờng độ tăng với sự gia tăng
của hàm lƣợng tro bay trong hỗn hợp (Kumar
and Sharma, 2004). Hơn nữa, nghiên cứu của
Kumar (2004) cũng cho thấy rằng hàm lƣợng
ben-tô-nít trong hỗn hợp ben-tô-nít và tro bay
khi chiếm tới 20% có thể đƣợc sử dụng để cải
thiện tính chất địa kỹ thuật của tro bay.
Theo xu hƣớng phát triển bền vững hiện nay,
Hà Nội cần đảm bảo sự hài hòa giữa tăng trƣởng
kinh tế và bảo vệ môi trƣờng, đặc biệt là trong
việc tăng cƣờng hiệu quả xử lý chất thải rắn
nhằm đáp ứng yêu cầu trong công tác bảo vệ
môi trƣờng theo tinh thần Luật bảo vệ Môi
trƣờng 38/2015/QH13 và Nghị định
38/2015/NĐ-CP về quản lý chất thải và phế liệu.
Nhƣ vậy, việc nghiên cứu chống thấm cho bãi
rác thải là điều rất cần thiết đối với Hà Nội –
định hƣớng đô thị vệ tinh giảm thiểu tối đa tác
động tới môi trƣờng. Thông thƣờng, tầng chống
thấm cho các bãi chôn lấp sẽ là các lớp vật liệu
địa kỹ thuật tổng hợp nhƣ HDPE (High Density
Polyethylen) hoặc GCL (Geosynthetic Clay
Liners). Theo tiêu chuẩn Việt Nam, tầng chống
thấm sử dụng cho bãi chôn lấp rác thải phải có
hệ số thấm nhỏ hơn 10-9 m/s và chiều dày lớp
đất sét đầm chặt lớn hơn 0,6m. Nhƣng, các liệu
này khá đắt và yêu cầu công tác thi công và quản
lý chất lƣợng tƣơng đối khó khăn. Nhƣ vậy, việc
thay thế bằng lớp sét đầm chặt để chống thấm có
thể giảm đƣợc chi phí; và vì vậy nghiên cứu
nhằm đánh giá tác dụng chống thấm của lớp sét
này có ý nghĩa lớn đến định hƣớng phát triển
bền vững của Việt Nam.
Hình 1. Bãi chôn lấp Nam Sơn
A - Các ô đang tiếp nhận rác thải
B - Các ô đang trong quá trình chôn lấp với
lớp phủ HDPE phía trên
Tuy nhiên, những nghiên cứu về sử dụng
hỗn hợp đất và ben-tô-nít, hoặc đất và tro bay,
ben-tô-nít cho lớp chống thấm của bãi chôn
lấp rác thải ở Hà Nội vẫn còn hạn chế. Vậy
nên, nghiên cứu này tập trung vào việc đánh
giá khả năng sử dụng hỗn hợp tro bay và ben-
tô-nít khi trộn vào đất nhƣ một loại vật liệu
chống thấm phù hợp để đáp ứng các yêu cầu
đã nhắc đến trƣớc đó.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 50
2. VẬT LIỆU- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu
Những mẫu đất nguyên trạng đƣợc lấy từ các
hố khoan trên địa bàn quận Thanh Xuân, Hà
Nội, Việt Nam. Những mẫu đất này đƣợc bọc lại
bảo quản trong các ống nhựa để tránh làm thay
đổi độ ẩm. Sau đó, mẫu đất đƣợc chuyển tới
phòng thí nghiệm để xác định các chỉ tiêu cơ lý
cơ bản cũng nhƣ hệ số thấm, và cấu trúc vi mô.
Bảng 1: Tính chất và thành phần của Tro bay
Tính chất Đơn vị Kết quả
Phƣơng pháp thí
nghiệm
Chỉ số hoạt động cƣờng độ so với mẫu
đối chứng ở 28 ngày
% 85,3 ASTM C311
Khả năng trƣơng nở % 0,031 ASTM C151
Lƣợng sót sàng 45µm % 30,60 Phân tích sàng
Lƣợng mất khi nung % 6,28 ASTM C618
Thành phần hoá học của tro bay
SiO2
%
53,88
TCVN 7131:2002
K2O 3,40
MKN 6,27
Fe2O3 6,70
CaO 4,27
Al2O3 21,82
Tro bay đã tuyển Vũng Áng loại F có các tính
chất cơ bản và thành phần chính đƣợc liệt kê
nhƣ trong Bảng 1. Ben-tô-nít đƣợc sản xuất và
phân phối bởi công ty cổ phần An Phát, Thanh
Hóa, Việt Nam với một số đặc tính cơ bản nhƣ
tỷ trọng, độ nhớt, độ tách nƣớc, độ ổn định và
lực cắt tĩnh đƣợc phân tích theo tiêu chuẩn của
TCVN 9395:2012 nhƣ trong Bảng 2.
Bảng 2: Tính chất cơ bản của Ben-tô-nít
Chỉ tiêu Yêu cầu Kết quả Phƣơng pháp thử
Tỷ trọng dung dịch 1,05 ÷ 1,15 1,05 Cân bùn
Độ nhớt 18 ÷ 45 22 ÷ 26 Phễu 700/500ml
30 ÷ 90 36 ÷ 40 Phễu 1500/1000ml
Độ tách nƣớc < 30 ml/30 phút 18 Dụng cụ đo mất nƣớc
Độ pH 7 ÷ 9 9 Máy đo pH
Hàm lƣợng cát < 6% 0,2 Thiết bị đo hàm lƣợng cát
Độ dày áo Sét 1 ÷ 3 ml/30 phút 2 Dụng cụ đo độ mất nƣớc
Tỷ lệ keo > 95% 98 Đong cốc
Độ ổn định < 0,03 g/cm
3
0,02 Ống đo hình trụ 100ml và cân bùn
Lực cắt tĩnh 1 phút:
20 ÷ 30 mg/cm
2
27 Lực kế cắt tĩnh
10 phút: 50 ÷ 100
mg/cm
2
55
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 51
Phƣơng pháp nghiên cứu
Trong bài báo này các chỉ tiêu cơ lý của mẫu
đất trƣớc và sau khi trộn hỗn hợp tro bay – ben-
tô-nít đƣợc thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM và
đƣợc liệt kê nhƣ ở Bảng 3.
Trong nghiên cứu này, thí nghiệm đầm chặt
tự động đƣợc tiến hành. Mẫu đất đƣợc chia làm
3 lớp và đầm chặt tự động với 25 lần đầm cho
một lớp tƣơng tự nhƣ phƣơng pháp thí nghiệm
Proctor tiêu chuẩn (ASTM D 698).
Thí nghiệm thấm cho đất trƣớc và sau khi
trộn với ben-tô-nít và tro bay theo các tỉ lệ khác
nhau: 03, 05, 07, 10, 12% ben-tô-nít; 05, 10,
15% tro bay; 5, 10, 15% hỗn hợp tro bay và ben-
tô-nít (ben-tô-nít luôn chiếm 20% hỗn hợp tro
bay-ben-tô-nít theo khối lƣợng). Trong thí
nghiệm thấm này, các mẫu đất đƣợc đầm chặt và
ngâm bão hoà trƣớc khi thí nghiệm thấm với cột
nƣớc giảm dần theo tiêu chuẩn ASTM (D5084-
10). Bộ dụng cụ sử dụng cho thí nghiệm thấm
đƣợc thể hiện trong Hình 2. Hệ số thấm có thể
đƣợc tính toán theo biểu thức dƣới đây:
0
1
haL
k = ln
At h
(1) Trong đó:
k: hệ số thấm
ho: mực nƣớc ban đầu trong ống đo áp (cm)
a: diện tích của ống đo áp (3,462 cm2)
h1: chiều cao mực nƣớc khi kết thúc thí
nghiệm = ho - Δh
L: chiều dài mẫu đất (4 cm)
t: thời gian để mẫu thấm, giảm 1 đoạn Δh
A: diện tích mẫu đất (33,166 cm2)
Ngoài ra, nghiên cứu này còn thực hiện phân
tích thành phần hóa học cho mẫu đất trƣớc và
sau khi trộn thông qua thí nghiệm nhiễu xạ tia X
(XRD – X-ray Diffraction) và thực hiện quan
sát cấu trúc vi mô của mẫu đất thông qua thí
nghiệm SEM/EDX (SEM – Scanning Electronic
Microscopy/kính hiển vi điện tử quét, EDX –
Energy Dispersive X-ray Spectroscopy/phổ tán
sắc năng lƣợng tia X).
Bảng 3: Các tiêu chuẩn thí nghiệm theo ASTM
Tên thí nghiệm Tiêu chuẩn áp dụng
Độ ẩm ASTM D 2216
Trọng lượng thể tích ASTM D 2937-00
Phân tích thành phần hạt ASTM D 422
Chỉ tiêu Atterberg ASTM D 4318
Thí nghiệm đầm chặt tự động ASTM D 698
Thí nghiệm thấm ASTM D 5084-10
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 52
Hình 2. Bộ dụng cụ thí nghiệm thấm
3. KẾT QUẢ - THẢO LUẬN
3.1. Kết quả thí nghiệm cơ lý
Hình 3. Đ ng cong phân b kích th ớc h t đất
Kết quả phân tích thành phần hạt của mẫu đất
nguyên trạng đƣợc chỉ ra ở Hình 3. Đây là loại
đất sét. Các thông số cơ bản nhƣ độ ẩm, giới hạn
chảy, giới hạn dẻo đƣợc cho ở dƣới:
Độ ẩm tự nhiên: 25,16%
Giới hạn dẻo (PL): 19,21%
Giới hạn chảy (LL): 27,28%
Kết quả thí nghiệm đầm chặt tiêu chuẩn
Kết quả thí nghiệm đầm chặt tiêu chuẩn của
mẫu đất nguyên trạng đƣợc cho ở Hình 4. Độ ẩm
tối ƣu và khối lƣợng thể tích khô lớn nhất lần lƣợt
là 16,4% và 1,737 g/cm
3
. Các kết quả của thí
nghiệm đầm chặt tiêu chuẩn của mẫu đất trộn với
ben-tô-nít và tro bay theo các tỉ lệ khác nhau: 03,
05, 07, 10, 12% ben-tô-nít; 05, 10, 15% tro bay; 5,
10, 15% hỗn hợp tro bay và ben-tô-nít (ben-tô-nít
luôn chiếm 20% hỗn hợp tro bay-ben-tô-nít theo
khối lƣợng) đƣợc so sánh với nhau và với kết quả
của mẫu đất nguyên trạng nhƣ trong hình 5.
Hình 4. Kết quả thí nghiệm đầm chặt tiêu chuẩn của mẫu đất nguyên tr ng
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 53
Hình 5. Kết quả thí nghiệm đầm chặt tiêu chuẩn của các mẫu hỗn hợp
3.2. Kết quả thí nghiệm thấm
Hình 6 thể hiện sự so sánh kết quả thí
nghiệm thấm của mẫu đất nguyên trạng và mẫu
hỗn hợp gồm đất và các chất trộn thêm. Mẫu đất
nguyên trạng có hệ số thấm 4,69.10-9 không đạt
yêu cầu (lớn hơn giá trị hệ số thấm cho phép
cho lớp chống thấm của bãi chôn lấp 10-9). Kết
quả cho thấy khi trộn thêm ben-tô-níte và hỗn
hợp tro bay-ben-tô-nít, hệ số thấm của mẫu đất
ban đầu giảm nhanh; trong khi đó, hệ số thấm
của mẫu đất trộn tro bay có xu hƣớng tăng dần.
Mặc dù mẫu đất trộn ben-tô-nít với hàm lƣợng
ben-tô-nít 10% và 12% có giá trị hệ số thấm lần
lƣợt là 9,02.19-10 và 5,33.10-10 nhƣng xu hƣớng
giảm không ổn định. Khi tăng hàm lƣợng hỗn
hợp tro bay và ben-tô-nít trộn với đất, giá trị hệ
số thấm giảm dần đều, và có giá trị 8,97.10-10
với 15% hỗn hợp chất trộn thêm.
Hình 6. Kết quả thí nghiệm thấm của các mẫu hỗn hợp
3.3. Kết quả thí nghiệm XRD
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 54
Hình 7. Kết quả phân tích các mẫu đất bằng ph ơng pháp nhiễu x tia X trên cùng 1 giản đồ
Thí nghiệm nhiễu xạ tia X đƣợc thực hiện
trên mẫu đất thƣờng, mẫu đất trộn với 5, 12%
ben-tô-nít; 5, 15% tro bay; và 5, 15% hỗn hợp
(gồm 80% tro bay và 20% ben-tô-nít) có kết
quả nhƣ trong hình 7. Các phổ nhiễu xạ cho
thấy các pha tinh thể chủ yếu tồn tại trong các
mẫu đất gồm có: thạch anh (quartz, SiO2),
Phillipsit - KCa(Si5Al3)O16.6H2O và đa tinh
thể Potassium Magnesium Aluminum Silicate
Hydroxide - K(Mg,Al)2.4 (Si3.34AlO66) O10
(OH)2 (còn có tên gọi khác là phlogopite).
Phần trăm theo khối lƣợng của ba tinh thể này
thay đổi theo từng mẫu đất, tuy nhiên sự thay
đổi không nhiều. Chủ yếu các đỉnh nhiễu xạ
đƣợc phát hiện là thạch anh (chiếm 75% -
85% khối lƣợng), và các đỉnh này có vị trí
bƣớc sóng và góc phản xạ tƣơng đồng trên các
mẫu đất đƣợc thí nghiệm. Bên cạnh đó, các
mẫu có cƣờng độ tạp chất không cao.
3.4. Kết quả thí nghiệm SEM/EDX
Sau đó, nghiên cứu sử dụng kính hiển vi
điện tử quét để khảo sát hình thái và cấu trúc
hạt của mẫu đất trƣớc và sau khi trộn thêm
với tro bay và ben-tô-nít. Ảnh SEM ở hình 8
với độ phóng đại 2500 lần cho thấy các hạt
có kích thƣớc không đồng đều. Phần lớn các
hạt có kích thƣớc nhỏ hơn 10μm, và liên kết
với nhau tạo thành các khối hạt có tính đặc
chắc cao. Hình ảnh quan sát đƣợc trên mẫu
đất trộn với tro bay tƣơng đồng với kết quả
đƣợc công bố với nhóm tác giả Engr. Joenel
G. Galupino và Dr. Jonathan R. Dungca
(2015). Tƣơng tự, hình ảnh quan sát và bảng
phổ của mẫu đất trộn ben-tô-nít cũng trùng
khớp với kết quả của tác giả A J M S Lim
(2016). Khi sử dụng hình ảnh chụp với độ
phóng đại 5000 lần và phổ nguyên tử từ thí
nghiệm EDX ở hình 9, có thể thấy rõ ràng
rằng các đơn và đa tinh thể gắn kết chặt chẽ
với nhau tạo thành những liên kết màng. Mặc
dù nguyên tố Fe có thể quan sát đƣợc từ các
phổ tán sắc năng lƣợng trong hình 9 nhƣng
không phát hiện các tinh thể hợp thành trên
phổ XRD; điều này có thể lí giải do phần
trăm nguyên tố Fe có trong các mẫu phân tích
không nhiều và phân bố không đồng đều.
3.5. Thảo luận
Giá trị hệ số thấm của đất tự nhiên lớn hơn
10
-9
m/s, do đó không thoả mãn điều kiện làm
tầng chống thấm tại đáy bãi chôn lấp rác thải
theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCXDVN
261:2001) và theo hƣớng dẫn của tiêu chuẩn
châu Âu (1993/31/EC). Ngoài ra, từ kết quả
của thí nghiệm XRD, cho thấy, ở mẫu đất
nguyên trạng, có sự xuất hiện của tinh thể
muscovit (H2KAl3 (SiO4)3) và kaolinit
(Al2Si2O5 (OH)4); trong khi đó, đa tinh thể lại
không đƣợc tìm thấy. Tuy nhiên, hai đơn tinh
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 55
thể này không còn quan sát thấy trên phổ nhiễu
xạ của mẫu đất sau khi trộn; điều này chứng tỏ
các đơn tinh thể này đã kết hợp với các tinh thể
pha tạp từ tro bay và ben-tô-nít tạo thành đa
tinh thể phức tạp phlogopite. Đa tinh thể
phlogopite thuộc lớp silicat, nhóm mica, có độ
cứng 2,5 - 3; và có khả năng cách điện, cách
nhiệt cũng nhƣ chống nƣớc (theo Mineral
Gallery). Theo kết quả từ phổ XRD, phần trăm
phlogopite tăng cùng với sự giảm hệ số thấm
của các mẫu đất. Điều này chứng tỏ sự giảm hệ
số thấm, ngoài do ảnh hƣởng của đầm chặt đến
dung trọng khô của mẫu, còn chịu sự tác động
của đa tinh thể phlogopite.
Việc trộn đất với ben-tô-nít và tro bay
nhằm mục đích điều chỉnh hệ số thấm của loại
đất trên đạt đến hệ số thấm (k) đảm bảo yêu
cầu làm tầng lót đáy theo tiêu chuẩn, đồng
thời tận dụng đƣợc tro bay - vật liệu phế thải
của các nhà máy nhiệt điện, nhằm đáp ứng
nhu cầu phát triển bền vững đặt ra. Kết quả
thí nghiệm chỉ ra, hệ số thấm k giảm khi hàm
lƣợng ben-tô-nít tăng. Kết quả này cũng tƣơng
tự kết quả của nhiều nghiên cứu trên thế giới
[3, 5, 6]. Lý do là ben-tô-nít có tính trƣơng nở
và có kích cỡ hạt nhỏ hơn đất nên có thể lấp
đầy các khe rỗng, dẫn đến hệ số thấm giảm đi.
Tuy nhiên, hệ số thấm k lại tăng khi tăng hàm
lƣợng tro bay, và kết quả này cũng tƣơng
đồng với kết quả đƣợc trình bày trong báo cáo
của Prashanth (2011) và Engr. Joenel (2015).
Tổng hợp lại, các kết quả này cho thấy khi
trộn với hỗn hợp ben-tô-níte và tro bay thì
hàm lƣợng tối ƣu đối với loại đất này khoảng
15% hỗn hợp (gồm 80% tro bay và 20% ben-
tô-nít).
Hình 8. Hình ảnh quan sát cấu trúc vi mô các mẫu đất chụp từ máy hiển vi điện tử quét
với độ phóng đ i 2500 lần
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 56
Hình 9. Kết quả phân tích nguyên t của các mẫu đất theo ph ơng pháp
phổ tán sắc năng l ợng tia X
4. KẾT LUẬN
Từ kết quả thí nghiệm đất trộn ben-tô-nít, với
tro bay và với hỗn hợp ben-tô-nít-trobay theo
các hàm lƣợng khác nhau, có thể rút ra các kết
luận sau đây:
Hệ số thấm của đất trộn với ben-tô-nít sẽ
giảm nhanh khi tăng hàm lƣợng ben-tô-nít.
Hệ số thấm của đất khi trộn với tro bay
tăng khi tăng hàm lƣợng tro bay
Hệ số thấm của đất trộn với hỗn hợp
ben-tô-níte và tro bay sẽ giảm khi tăng hàm
lƣợng ben-tô-nít-tro bay (với 20% ben-tô-nít
trong các hỗn hợp này).
Hàm lƣợng tối ƣu 15% ben-tô-nít-tro bay
có thể đƣợc dùng làm tầng chống thấm cho bãi
rác ở khu vực nghiên cứu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. ASTM D5084 - 2010 Standard Test
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 57
Methods for Measurement of Hydraulic
Conductivity of Saturated Porous Materials
Using a Flexible Wall Permeameter (2010).
2. ASTM D698-2012 Standard Test Methods
for Laboratory Compaction Characteristics of
Soil Using Standard Effort (2012).
3. Brooks, R. et al. (2011) „Geotechnical
Properties of Problem Soils Stabilized with Fly
Ash and Limestone Dust in Philadelphia‟,
Journal of Materials in Civil Engineering, 17(5),
pp. 711–717.
doi: 10.1061/(ASCE)MT.1943-
5533.0000214.
4. Cho, W. J. (2002) „Hydraulic Conductivity
of Compacted Soil Bentonite Mixture for A
Liner Material in Landfill Facilities‟,
Environment Engineering Resources, 7, pp.
121–127.
5. Das, S. K. (2005) „Geotechnical
characterization of some indian fly ashes‟,
Journal of Materials in Civil Engineering, 17(5),
pp. 544–553.
6. Das, S. K. (2006) „Geotechnical Properties
of Low Calcium and High Calcium Fly Ash‟,
Geotechnical and Geological Engineering,
24(2), pp. 249–263.
doi: 10.1007/s10706-004-5722-y.
7. Meier, A. J. and Shackelford, C. D. (2017)
„Membrane behavior of compacted sand–
bentonite mixture‟, Canadian Geotechnical
Journal, 54(9), pp. 1284–1299.
doi: 10.1139/cgj-2016-0708.
8. Muhunthan, B., Taha, R. and Said, J. (2004)
„Geotechnical engineering properties of incinerator
ash mixes.‟, Journal of the Air Waste Management
Association 1995, 54(8), pp. 985–991.
9. Thanh, N. P. and Matsui, Y. (2011)
„Municipal solid waste management in
VietNam: Status and the strategic actions‟,
International Journal of Environmental
Research, 5(2), pp. 285–296. doi:
10.7508/isih.2016.29.003.
10. Prashanth J., Sivapullaiah P. and
Sridharan A. (2001) „Pozzolanic fly ash as a
hydraulic barrier in landfills.‟, Engineering
Geology, 60, pp. 245-252.
11. Engr. Joenel G. Galupino and Jonathan
R. Dungca (2015) „Permeability characteristics
of soil-fly ash mix.‟, ARPN Journal of
Engineering and Applied Sciences, 10(5), pp.
6440–6447.
12. Engr. Joenel G. Galupino and Dr.
Jonathan R. Dungca (2015) „Horizontal
permeability of soil-fly ash mix.‟, Proceedings
of the De La Salle University Research
Congress 2015.
13. A.J.M.S Lim, R.N Syazwani and D.C
Wijeyesekera (2016) „Impact of oriented clay
particles on x-ray spectroscopy analysis.‟,
Series: Materials Science and Engineering, Soft
Soil Engineering International Conference 2015.
doi:10.1088/1757-899X/136/1/012012
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 4-2018 58
Ng i phản biện: TS. ĐẶNG HỒNG LAM
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 28_8845_2159788.pdf