Dăm giông là gì? Các nghiên cứu khoa học về Dăm giông

Dăm giông là gì?

Dăm giông là tập hợp các mảnh vụn đá tự nhiên hoặc nhân tạo có kích thước nhỏ, thường trong khoảng từ 2 mm đến 50 mm, được tạo ra trong quá trình phong hóa, khai thác hoặc nghiền sàng vật liệu đá. Dăm giông có thành phần khoáng vật và tính chất cơ học phụ thuộc vào loại đá mẹ, đồng thời đóng vai trò thiết yếu trong xây dựng cơ sở hạ tầng, gia cố nền móng và xử lý địa kỹ thuật. Với cấu trúc hạt góc cạnh và bề mặt nhám, dăm giông có khả năng chịu tải tốt và liên kết vững chắc với các vật liệu khác trong hỗn hợp xây dựng.

Phân loại dăm giông

Dăm giông có thể được phân loại dựa trên nguồn gốc hình thành và mục đích sử dụng:

Theo nguồn gốc

• Dăm giông tự nhiên: Hình thành từ quá trình phong hóa cơ học của đá gốc như đá granit, bazan, đá vôi trong tự nhiên.
• Dăm giông nhân tạo: Sản phẩm phụ thu được từ quá trình nghiền đá trong công nghiệp khai thác và sản xuất vật liệu xây dựng.

Theo mục đích sử dụng

• Dăm giông cho xây dựng nền đường: Dùng làm lớp đệm, tăng khả năng chịu tải và thoát nước.
• Dăm giông cho gia cố đất yếu: Phối trộn với đất để cải thiện độ bền cơ học và giảm độ lún.
• Dăm giông làm vật liệu lọc: Dùng trong hệ thống thoát nước, bãi rác, công trình ngăn ngừa thấm lọc.

Đặc tính vật lý của dăm giông

Dăm giông sở hữu các tính chất vật lý quan trọng sau:

• Kích thước hạt: Phân bố từ 2 mm đến 50 mm, với các cỡ phổ biến như 5-10 mm, 10-20 mm, 20-40 mm.
• Hình dạng: Các hạt có dạng góc cạnh, bề mặt nhám giúp tăng cường khả năng ma sát và liên kết cơ học.
• Khối lượng riêng: Tùy theo loại đá, khối lượng riêng dăm giông dao động từ 2,5 đến 2,7 tấn/m³.
• Thành phần khoáng vật: Phản ánh tính chất cơ học của dăm giông, ví dụ dăm giông granit giàu thạch anh sẽ có độ bền cao.

Quá trình hình thành và sản xuất dăm giông

Dăm giông có thể hình thành từ:

• Phong hóa tự nhiên: Dưới tác động của thời tiết, đá gốc vỡ vụn thành các mảnh nhỏ theo cơ chế giãn nở nhiệt, đóng băng-thaw và tác động cơ học khác.
• Quá trình khai thác: Trong khai thác đá, quá trình nổ mìn, bóc tách sinh ra lượng lớn dăm giông.
• Gia công nghiền sàng: Đá nguyên khai được nghiền, sàng để thu được kích thước hạt phù hợp yêu cầu kỹ thuật.

Ứng dụng thực tế của dăm giông

Dăm giông được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

• Gia cố nền móng: Dùng làm lớp đệm, giảm áp lực và cải thiện độ ổn định của nền yếu.
• Thi công đường giao thông: Sử dụng làm lớp móng dưới hoặc móng trên trong kết cấu áo đường.
• Thoát nước: Làm vật liệu trong các hệ thống cống rãnh, bãi lọc và đường ống thoát nước.
• Xử lý môi trường: Ứng dụng trong các lớp lọc, bảo vệ lớp lót chống thấm tại bãi rác và các công trình môi trường.
• Chế tạo bê tông: Dăm giông mịn dùng làm cốt liệu trong sản xuất bê tông nhẹ hoặc vữa xây dựng.

Chi tiết thêm về ứng dụng xem tại ScienceDirect - Crushed Stone Applications.

Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với dăm giông

Để đảm bảo chất lượng công trình, dăm giông phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật sau:

• Hàm lượng hạt mịn: Không vượt quá 5% tổng khối lượng theo tiêu chuẩn ASTM C136.
• Độ bền cơ học: Đạt yêu cầu về độ bền nén tối thiểu đối với từng loại công trình.
• Độ sạch: Dăm giông phải được rửa sạch bùn đất, chất hữu cơ để tránh ảnh hưởng liên kết trong nền hoặc bê tông.
• Chỉ số Los Angeles (LA value): Đối với lớp móng đường, LA ≤ 40% theo ASTM C131 để đảm bảo độ chống mài mòn tốt.

Phương pháp kiểm tra chất lượng dăm giông

Các thử nghiệm tiêu chuẩn để đánh giá dăm giông gồm:

• Phân tích thành phần hạt bằng phương pháp sàng tiêu chuẩn.
• Thí nghiệm chỉ số CBR (California Bearing Ratio): Đánh giá khả năng chịu tải của lớp vật liệu dưới áp lực nén.
• Thí nghiệm độ chặt: Xác định mật độ khối và độ rỗng để kiểm soát chất lượng đầm nén trong thực địa.
• Thí nghiệm độ hút nước: Đánh giá khả năng hút nước, ảnh hưởng đến độ bền lâu dài của nền.

Ưu điểm và hạn chế của dăm giông

Ưu điểm

• Chi phí thấp do tận dụng nguồn tài nguyên sẵn có từ khai thác hoặc phế phẩm sản xuất.
• Dễ thi công, phối trộn với các vật liệu khác để nâng cao tính cơ học.
• Tăng độ ổn định nền đất, hạn chế lún và xói mòn.
• Thân thiện môi trường nếu được khai thác và sử dụng hợp lý.

Hạn chế

• Chất lượng không đồng đều nếu không kiểm soát nguồn gốc và quá trình sản xuất.
• Hàm lượng bụi cao nếu không được rửa sạch, có thể gây giảm cường độ liên kết.
• Không thích hợp cho các lớp chịu tải trọng lớn nếu không phối hợp với vật liệu gia cường khác.

So sánh dăm giông với các loại vật liệu xây dựng khác

Vật liệu	Độ bền	Ứng dụng điển hình	Chi phí
Dăm giông	Trung bình	Móng đường, lớp đệm	Thấp
Đá dăm tiêu chuẩn	Cao	Lớp móng chịu tải, bê tông cường độ cao	Trung bình
Vật liệu tái chế (RAP, RCA)	Trung bình thấp	Lớp móng tái chế, công trình phụ trợ	Thấp

Kết luận

Dăm giông là vật liệu quan trọng trong kỹ thuật xây dựng, có vai trò lớn trong cải thiện nền móng, xử lý địa kỹ thuật và bảo vệ môi trường. Với chi phí hợp lý và khả năng cải thiện đáng kể tính cơ học của đất, dăm giông tiếp tục là lựa chọn kinh tế - kỹ thuật hiệu quả trong các dự án hạ tầng hiện đại. Việc lựa chọn và kiểm soát chất lượng dăm giông đúng tiêu chuẩn sẽ đảm bảo tuổi thọ và độ ổn định lâu dài của công trình.