Nghiên cứu sử dụng cát đụn tại chỗ làm đường bê tông xi măng trên đảo Phú Quốc

cao hơn lượng nước trộn ở cấp phối C2.4 có 
Kd bằng 1,84. Từ đó có thể thấy với các hỗn hợp bê 
tông có độ sụt thấp sử dụng loại cát tại chỗ này, sử 
dụng phụ gia hóa học có tác dụng làm giảm lượng 
nước trộn. 
Khối lượng thể tích của hỗn hợp bê tông sử 
dụng C1 thay đổi từ 2210 kg/m³ đến 2370 kg/m³. 
Cấp phối C1.4 và C1.6 có khối lượng thể tích thấp 
nhất là 2210 kg/m³ ứng với hệ số Kd thấp nhất và 
cao nhất là 1,27 và 2,26. Điều này cũng xảy ra 
tương tự đối với cấp phối sử dụng loại C2, ở cấp 
phối C2.4 có khối lượng thể tích thấp nhất 2270 
kg/m³ ứng với hệ số Kd bằng 1,84, cao nhất trong 
phạm vi nghiên cứu. 
Kết quả thí nghiệm cường độ nén và kéo khi 
bửa các cấp phối bê tông được thể hiện trong bảng 
5.
Bảng 5. Kết quả thí nghiệm cường độ bê tông các cấp phối 
TT Cấp phối Tỷ lệ X/N Hệ số dư vữa 
Cường độ chịu kéo 
khi bửa, MPa 
ở tuổi, ngày 
Cường độ chịu nén, MPa 
ở tuổi, ngày 
7 28 7 28 90 365 
1 C1.1 0,96 1,28 3,2 5,0 14,6 21,7 24,0 24,1 
2 C1.2 1,43 1,36 4,0 5,7 24,0 28,9 32,6 36,6 
3 C1.3 1,83 1,38 4,7 6,2 29,7 37,4 39,9 40,1 
4 C1.4 1,83 1,27 3,2 5,1 21,5 31,2 32,0 32,6 
5 C1.5 1,86 1,67 4,4 4,5 19,6 28,3 30,5 32,4 
6 C1.6 1,88 2,26 3,3 4,4 18,1 25,2 27,5 28,7 
7 C2.1 1,06 1,27 3,5 4,6 20,1 24,5 26,8 27,1 
8 C2.2 1,55 1,30 5,2 6,3 28,6 33,5 35,3 41,1 
9 C2.3 1,93 1,39 4,3 5,5 32,9 43,1 44,8 48,4 
10 C2.4 1,57 1,84 3,0 4,0 15,6 21,4 23,7 27,6 
11 C2.5 1,62 1,76 3,3 4,1 16,7 23,5 25,2 31,7 
12 C2.6 1,50 1,56 3,6 4,2 18,4 25,5 27,7 30,5 
13 CS.1 1,33 1,78 3,6 3,9 13,1 21,5 23,2 25,2 
14 CS.2 1,56 1,55 5,5 5,9 22,9 33,1 34,6 34,7 
15 CS.3 1,21 1,85 4,8 5,4 20,1 30,9 32,0 33,1 
Với bê tông sử dụng cát C1, khi tỷ lệ X/N 
biến động từ 0,96 đến 1,88 cường độ chịu nén 
tuổi 28 đạt được tăng từ 22,7 MPa đến 37,1 
MPa và cường độ kéo khi bửa tăng từ 3,7 MPa 
đến 5,9 MPa. Cấp phối C1.3 với X/N bằng 1,86, 
hệ số Kd bằng 1,38 cường độ chịu nén ở 28 
ngày có giá trị cao nhất bằng 37,4 MPa, cường 
độ chịu kéo khi bửa bằng 6,2 MPa. Xét các cấp 
phối C1.4, C1.5, C1.6 với tỷ lệ X/N thay đổi từ 
1,83 đến 1,88 có thể thấy hệ số dư vữa Kd tăng 
đến 2,26 cường độ bê tông có xu hướng giảm 
đáng kể. 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG – MÔI TRƯỜNG 
42 Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2017 
Đối với bê tông sử dụng loại cát C2, tỷ lệ X/N 
trong phạm vi nghiên cứu là 1,06 đến 1,93, cường 
độ chịu nén ở tuổi 28 ngày đạt từ 21,4 MPa đến 
43,1 MPa. Cường độ chịu kéo khi bửa đạt từ 3,0 
MPa đến 6,3 MPa. Các cấp phối C2.2, C2.4, C2.6 
có tỷ lệ X/N thay đổi không lớn trong khoảng từ 1,50 
đến 1,57 nhưng cường độ bê tông thay đổi đáng kể 
ở các hệ số dư vữa khác nhau và đạt giá trị lớn 
nhất ứng với hệ số dư vữa ở mức 1,30. Cấp phối 
C2.3 với X/N bằng 1,93, hệ số Kd bằng 1,39 cường 
độ chịu nén ở 28 ngày đạt 43,1 MPa, cường độ chịu 
kéo khi bửa đạt 5,5 MPa. 
Nhìn chung, các ảnh hưởng của tỷ lệ X/N, hệ số 
Kd đến cường độ và sự phát triển cường độ sau 28 
ngày tuổi của bê tông sử dụng cát tại chỗ đều tuân 
theo quy luật của bê tông sử dụng cát thông 
thường. Ở tuối 90 và 365 ngày, cường độ chịu nén 
của các mẫu bê tông sử dụng C1 và C2 đều không 
giảm. Hệ số Kd tăng, hàm lượng cát sử dụng tăng 
lên sẽ làm giảm được giá thành của bê tông và cải 
thiện được tính công tác của bê tông. Tuy nhiên, 
việc hệ số Kd tăng làm giảm cường độ của bê tông, 
do đó nghiên cứu đã có những điều chỉnh về lượng 
dùng xi măng, nước trộn để tăng tỷ lệ X/N. 
Trong nghiên cứu cũng đã tiến hành thí nghiệm 
độ mài mòn của bê tông. Đây là chỉ tiêu quan trọng 
đối với bê tông mặt đường. Kết quả thí nghiệm độ 
mài mòn của các cấp phối bê tông được trình bày 
tại bảng 6. 
Bảng 6. Kết quả thí nghiệm độ mài mòn của bê tông 
TT Cấp phối Tỷ lệ X/N Hệ số dư vữa Độ mài mòn, g/cm² 
1 C1.4 1,83 1,27 0,21 
2 C1.5 1,86 1,67 0,20 
3 C1.6 1,88 2,26 0,19 
4 C2.2 1,55 1,30 0,19 
5 C2.4 1,57 1,84 0,22 
6 C2.6 1,50 1,56 0,22 
Kết quả thí nghiệm cho thấy, độ mài mòn của bê 
tông phụ thuộc vào hệ số Kd. So sánh cấp phối 
C2.2 và C2.4 cho thấy với tỷ lệ X/N gần tương 
đương, tăng hệ số Kd từ 1,30 lên 1,84 làm tăng độ 
mài mòn từ 0,19 g/cm² lên 0,22 g/cm². Đó là do khi 
tăng hệ số dư vữa, mật độ đá trong bê tông giảm, 
làm tăng độ mài mòn. Tuy nhiên, tăng hệ số Kd từ 
1,67 lên 2,26 ở cấp phối C1.5 và C1.6 lại không ảnh 
hưởng nhiều đến độ mài mòn. Có thể ở đây, khi 
tăng Kd tới 2,26 đã vượt quá giá trị ngưỡng khi mà 
độ mài mòn của bê tông chịu ảnh hưởng lớn của 
vữa xi măng trong bê tông. Khả năng mài mòn của 
bê tông phụ thuộc vào khả năng mài mòn của đá và 
của vữa xi măng. Với tỷ lệ X/N cao, cường độ đá xi 
măng và bê tông được cải thiện, điều này ảnh 
hưởng tích cực đến khả năng chống mài mòn của 
bê tông. Cấp phối C1.4 và C1.5 cho thấy, mặc dù 
hệ số Kd tăng từ 1,27 lên 1,67 nhưng khi tăng tỷ lệ 
X/N từ 1,83 lên 1,86, độ mài mòn của bê tông thay 
đổi không đáng kể. 
Theo quy định hiện hành, độ mài mòn của bê 
tông cho mặt đường bê tông xi măng cao tốc, cấp I, 
cấp II, cấp III phải không lớn hơn 0,3 g/cm² và cho 
mặt đường bê tông xi măng cấp IV trở xuống không 
lớn hơn 0,6 g/cm². Kết quả thí nghiệm độ mài mòn 
trên bảng 6 cho thấy, các cấp phối bê tông sử dụng 
cát đụn đều đáp ứng được yêu cầu đối với độ mài 
mòn khi áp dụng làm mặt đường bê tông xi măng. 
4. Hiệu quả kinh tế 
Để đánh giá hiệu quả kinh tế khi sử dụng cát tại 
chỗ chế tạo bê tông thi công đường, trên cơ sở các 
kết quả nghiên cứu ở phần trên, đã tiến hành lựa 
chọn một số cấp phối đại diện sử dụng hai loại cát 
đụn tại chỗ C1, C2. Các cấp phối bê tông được lựa 
chọn đảm bảo độ sụt trong khoảng 40 mm đến 60 
mm và có cường độ tới 40 MPa, phù hợp với yêu 
cầu thi công đường bê tông xi măng cấp IV. Các số 
liệu thu được trong nghiên cứu được sử dụng để 
xây dựng tương quan giữa tỷ lệ X/N và cường độ 
chịu nén của bê tông sử dụng mỗi loại cát khác 
nhau. Tương quan này dùng cho lựa chọn thành 
phần bê tông đáp ứng yêu cầu ứng dụng trong thực 
tế. Với yêu cầu cường độ bê tông đạt 25 MPa đến 
40 MPa, với loại cát C1 đã lựa chọn tỷ lệ X/N lần 
lượt là 2,05 và 1,68 còn đối với cát C2 tương ứng là 
2,00 và 1,64. 
Cấp phối bê tông sử dụng cát đụn C1, C2 và 
cấp phối bê tông sử dụng cát sông hiện đang áp 
dụng tại địa bàn được trình bày tại bảng 7. 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG – MÔI TRƯỜNG 
Tạp chí KHCN Xây dựng – số 3/2017 43 
Bảng 7. Cấp phối bê tông ứng dụng thực tế 
TT Ký hiệu Tỷ lệ X/N 
Lượng dùng vật liệu, kg/m³ 
Xi măng Cát Đá Nước PG 
1 40C1 2,05 379 784 1030 181 3,79 
2 25C1 1,68 311 846 1024 182 3,11 
3 40C2 2,00 362 789 1047 177 3,62 
4 25C2 1,64 297 860 1030 178 2,97 
5 40CS 1,83 358 752 1069 191 3,58 
6 25CS 1,52 289 815 1079 187 2,89 
Đơn giá vật liệu áp dụng để tính toán là đơn giá 
tham khảo tại đảo Phú Quốc. Đối với cát tại chỗ, giá 
thành được tính dựa trên chi phí khai thác bao gồm: 
nhân công, khấu hao máy móc, vận chuyển và chi phí 
quản lý. Đơn giá vật liệu tại Phú Quốc tham khảo như 
sau: cát sông 420.000 VNĐ/m³, đá dăm 550.000 
VNĐ/m³, xi măng 1.800 VNĐ/kg, phụ gia hóa 17.000 
VNĐ/lít. Chi phí khai thác cát tại chỗ ước tính bằng 
80.000 VNĐ/m³ bao gồm các chi phí như: nhân công, 
máy (20.000 VNĐ/m³); quản lý (10.000 VNĐ/m³) và 
vận chuyển (50.000 VNĐ/m³). Giá thành vật liệu chế 
tạo 1m3 bê tông và hiệu quả kinh tế khi sử dụng cát tại 
chỗ và cát sông chế tạo bê tông thi công đường nội bộ 
được trình bày trên bảng 8. 
Bảng 8. So sánh chi phí vật liệu chế tạo bê tông 
Mức cường 
độ, MPa 
Giá thành bê tông, 1.000 VNĐ/m³ Chênh lệch giá, 1.000 VNĐ/m³ 
C1 C2 CS C1 C2 
40 1.198 1.169 1.351 153 182 
25 1.065 1.038 1.238 173 200 
Có thể thấy rằng, việc tận dụng cát đụn tại chỗ 
thay thế cát sông không những đáp ứng được yêu 
cầu kỹ thuật đặt ra, mà còn giúp giảm giá thành vật 
liệu sản xuất bê tông từ 11% đến 16%. Bước đầu 
áp dụng thử nghiệm các cấp phối đề xuất tại hiện 
trường cho kết quả khả quan. 
5. Kết luận và kiến nghị 
Tận dụng cát đụn tại chỗ trên Đảo Phú Quốc 
trong chế tạo bê tông thi công đường là một giải 
pháp hợp lý, đáp ứng được tình hình thực tế hiện 
nay. Cát đụn Phú Quốc có các chỉ tiêu cơ bản như 
hàm lượng bùn, bụi sét, tạp chất hữu cơ, hàm 
lượng Cl-, khả năng phản ứng kiềm – silic đều phù 
hợp với TCVN 7570 :2006. Thành phần hạt của 2 
loại cát tại chỗ không nằm trong miền giới hạn của 
tiêu chuẩn. 
Kết quả nghiên cứu cho phép đánh giá ảnh 
hưởng của tỷ lệ X/N và hệ số dư vữa tới tính chất 
của hỗn hợp bê tông và bê tông sử dụng cát đụn 
Phú Quốc, qua đó có thể lựa chọn các thành phần 
bê tông cường độ tới 40 MPa phù hợp cho thi công 
đường bê tông xi măng trên đảo đáp ứng được các 
yêu cầu kỹ thuật của dự án và có giá thành vật liệu 
sản xuất bê tông giảm từ 11% đến 16% so với 
phương án sử dụng cát sông. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Trần Tuấn Hiệp, Võ Xuân Lý, Lê Văn Bách (2002). 
Nghiên cứu sử dụng cát biển và nước biển và nước 
nhiễm mặn làm bê tông xi măng trong xây dựng đường ô 
tô và công trình phòng hộ ven biển vùng đồng bằng Nam 
bộ, Tạp chí Giao thông Vận tải, Số tháng 6. 
[2] Tô Nam Toàn (2004). Nghiên cứu sử dụng cát biển 
Quảng Ninh làm bê tông xi măng trong xây dựng 
đường ô tô. Luận án Thạc sỹ kỹ thuật. Trường đại học 
Giao thông vận tải. 
[3] Đỗ Thị Lan Hoa (2001). Nghiên cứu một số biện pháp 
nâng cao khả năng chống ăn mòn cho cốt thép trong 
bê tông sử dụng cát nhiễm mặn. Luận văn Thạc sỹ kỹ 
thuật. Hà Nội. 
[4] Lê Việt Hùng (2017). Nghiên cứu lựa chọn chất kết 
dính và phụ gia cho chế tạo bê tông có cốt gia cường 
sử dụng cát biển, nước biển. Báo cáo tổng kết đề tài 
NCKH mã số RD82-15. Hà Nội. 
[5] Nguyễn Mạnh Kiểm và các ctv (1979), Nghiên cứu sử 
dụng cát mịn để làm bê tông và vữa. Báo cáo tổng kết 
đề tài NCKH, Viện Khoa học Kỹ Thuật Xây dựng. 
[6] Hoàng Minh Đức (2016). Nghiên cứu sử dụng cát đen 
sông Hồng trong chế tạo bê tông cho các công trình 
xây dựng trên địa bàn Hà Nội, Tạp chí Xây dựng, số 
4. 
Ngày nhận bài: 09/10/2017. 
Ngày nhận bài sửa lần cuối: 31/10/2017.