Sự Khác Nhau Giữa Nhựa Đường Và Nhũ Tương / Top 15 Xem Nhiều Nhất & Mới Nhất 10/2023 # Top Trend

Nhũ tương nhựa đường là một hợp chất gồm hai thành phần dị thể cơ bản là nhựa đường và nước, được gọi là hai pha nước và pha nhựa đường. Nhựa đường được phân tán trong nước dưới dạng các hạt riêng rẽ có đường hính từ 0,1 – 5 micrôn. Các hạt nhựa đường được giữ ở trạng thái lơ lững tích điện và được ổn định bằng chất nhũ hóa.

Nhũ tương nhựa đường có thể được chia ra làm 4 loại trong đó có hai loại đầu là quan trọng nhất: – Nhũ tương cation. – Nhũ tương anion. – Nhũ tương không chứa ion. – Nhũ tương được ổn định bằng đất sét.

2. Sản xuất nhũ tương nhựa đường 3. Công thức nhũ tương nhựa đường

Công thức nhũ tương nhựa đường lên quan đến một vấn đề rất phức tạp là tính ổn định. Một dung dịch không hòa tan, ổn định cần được bảo quản và vận chuyển thích hợp để chúng không bị phá vỡ cấu trúc. Tuy vậy, cấu trúc nhũ tương sẽ bị phá vỡ nhanh chóng ngay sau khi sử dụng trên mặt đường. Từ quan điểm kỹ thuật, các đặc tính quan trọng nhất của các nhũ tương nhưạ đường có thể được mô tả như sau:

* Độ ổn định của nhũ tương.

* Độ dính bám của nhũ tương.

* Độ nhớt của nhũ tương.

3.1 Độ ổn định của nhũ tương

Có hai yêu cầu mâu thuẫn với nhau của nhũ tương nhựa đường, đó là tính ổn định trong quá trình tồn chứa, bảo quản và tốc độ phá vỡ cấu trúc ổn định khi tiếp xúc với cốt liệu để bảo đảm dính bám tốt.

3.1.1 Độ ổn định trong quá trình tồn chứa

Trong giai đoạn đầu của quá trình tồn chứa nhũ tương nhựa đường xãy ra hiện tượng lắng xuống do trọng lực. Hiện tượng lắng tạo ra hai lớp sản phẩm, ở phía trên là một lớp sản phẩm loãng, còn phía dưới là lớp sản phẩm đặc. Vận tốc chuyển động xuống phía dưới của các hạt vật chất này có thể ước tính được bằng cách sử dụng quy luật Stokes, trong đó tốc độ lắng của các hạt nhũ tương nhựa đường (V) được biểu diễn theo công thức sau:

V =

Trong đó: g = Trọng lực r = bán kính của hạt d1 = trọng lượng riêng của nhựa đường d2 = trọng lượng riêng của nhũ tương ŋ = Độ nhớt của nhũ tương Tuy nhiên, quy luật Stokes thường được áp dụng đối với các hạt chuyển động tự do. Trong nhũ tương nhựa đường, các hạt nhựa đường được sắp xếp chặt chẽ do vậy việc áp dụng quy luật Stokes không thể tránh khỏi tình trạng ước tính tốc độ lắng của các hạt sản phẩm lớn hơn so với thực tế.

Sự kết lại của các hạt nhựa đường sau khi lắng động diễn ra qua hai giai đoạn. Trước hết các hạt nhựa đường kết lại thành búi như chùm nho tạo ra những chùm hạt nhựa đường. Hiện tượng này được coi là sự kết đám. Sau khi đã kết thành từng chùm, các hạt nhựa đường nhỏ bắt đầu hòa nhập với nhau tạo ra các hạt nhựa đường có kích thước lớn hơn, đây là một hiện tượng không thể đảo ngược được. Quá trình này có thể là tự phát hoặc nó có thể là do tác động của các hoạt động cơ học.

3.1.2 Tốc độ phá vỡ cấu trúc khi tiếp xúc với cốt liệu

Nhũ tương chứa các phân tử chất tạo nhũ cả ở thành phần nước và cả trên bề mặt các hạt nhựa đường. Một số ion trong chất tạo nhũ đã tạo ra các mixen (phân tử polyme). Trong một dung dịch nhũ tương đã ổn định sẽ hình thành và tồn tại một thế cân bằng. Nếu một số ion của chất tạo nhũ bị loại bỏ khỏi dung dịch, sự cân bằng sẽ được phục hồi lại bởi các ion từ các phân tử polyme và từ bề mặt của các hạt nhựa đường sẽ thay thế chúng. Hiện tượng này xuất hiện khi nhũ tương nhựa đường tiếp xúc với cốt liệu khoáng. Điện tích âm trên bề mặt cốt liệu nhanh chống hấp thu một số ion từ dung dịch nhũ tương nhựa đường, làm suy yếu điện tích trên bề mặt nhựa đường, điều đó khởi đầu cho quá trình đứt vỡ cấu trúc nhũ tương nhựa đường. Khi điện tích trên bề mặt nhựa đường bị suy yếu đến một điểm nào đó thì qua trình liên kết giữa các hạt nhựa đường sẽ nhanh chóng xãy ra. Khi đó bề mặt các hạt cốt liệu sẽ được bao phủ trong các chuổi hydrocacbon và do đó nhựa đường được giải phóng kết dính mạnh mẽ vào bề mặt cốt liệu.

3.2 Độ kết dính của nhũ tương

Một yêu cầu cơ bản trong mọi ứng dụng có sử dụng nhựa đường là sự kết dính giữa các bề mặt rắn mà nhựa đường phải “làm ướt” để tạo ra diện tích tiếp xúc lớn nhất. Với các chất nền khô “sức căn bề mặt tới hạn” của cốt liệu phải đủ mức để đảm bảo nhựa đường lan ra dễ dàng trên bề mặt cốt liệu, kết quả là độ kết dính giữa nhựa đường và bề mặt cốt liệu thắng được lực kết dính nội tại của nhựa đường. Tuy nhiên khi bề mặt cốt liệu bị nước bao phủ và bị ướt sẽ gây ra một hiện tượng có 3 pha, hiện tượng này chỉ có thể xuất hiện nếu sự cân bằng của năng lượng tương tác thuận lợi cho các phân tử nhựa đường tiếp xúc được, hay còn gọi là làm ướt được bề mặt cốt liệu. Các chất tạo nhũ cation đặt biệt có hiệu quả ở việc làm giảm năng lượng bề mặt tự do của cốt liệu phân cực, tạo ra một điều kiện nhiệt động lực ổn định, một năng lượng bề mặt tối thiểu do đó chất tạo nhũ sẽ được hút vào bề mặt cốt liệu.

Hầu hết chất tạo nhũ cation là các chất chống bong, do đó sự liên kết ban đầu được đảm bảo. Tuy nhiên, chất lượng của sự liên kết giữa nhựa đường và cốt liệu phụ thuộc vào một số nhân tố như:

– Chủng loại và số lượng chất tạo nhũ. – Phẩm cấp và các chất cấu thành của nhựa đường. – Độ pH của dung dịch chất tạo nhũ. – Kích cỡ hạt phân tán của nhũ tương. – Chủng loại cốt liệu.

4 Phân loại và đặc tính kỹ thuật của các loại nhũ tương nhựa đường

Các nhũ tương nhựa đường được phân loại trong BS 434 : phần 1: 1984 bằng một quy định có 3 phần. Theo phần thứ nhất của quy định này, nhũ tương nhựa đường phải thuộc hai loại A hoặc K, tức là nhũ tương anion hay cation. Phần 2, từ mục 1 đến 4 chỉ rõ tốc độ suy yếu cấu trúc hay độ ổn định, chỉ số càng cao thì độ ổn định càng lớn. Phần thứ 3 của quy định, từ mục 40 đến 70 chỉ rõ hàm lượng nhựa đường trong nhũ tương. Ví dụ:

– K1-70 là loại nhũ tương cation, ngưng kết nhanh với hàm lượng nhựa đường là 70%. – A2-50 là một nhũ tương anion, bán ổn định với một tỷ lệ nhựa đường là 50%. – BS434 ghi rõ độ nhớt của nhũ tương nhựa đường (độ Engler hoặc Redwood) và hàm lượng nhựa đường.

5 Biến đổi các đặc tính của nhũ tương nhựa đường

Có một số biện pháp cơ bản mà nhà sản xuất nhũ tương nhựa đường có thể thực hiện biến đổi các đặc tính cơ bản của nhũ tương nhựa đường, ví dụ: độ nhớt, tính ổn định trong quá trình tồn chứa, tốc độ phá vỡ cấu trúc và sự phân bố cỡ hạt. Ngược lại với những suy luận thông thường, thực ra nhựa đường không phải là yếu tố duy nhất mà người ta cần kiểm soát trong quá trình sản xuất nhũ tương nhựa đường, tất nhiên ảnh hưởng của nó là một yếu tố rất quan trọng. Có 3 cách cơ bản qua đó có thể tác động đén sự thay đổi các đặc tính của nhũ tương nhựa đường. Bằng cách thay đổi phẩm cấp, nồng độ hoặc xuất xứ của nhựa đường; Bằng cách thay đổi công thức nhũ tương; Bằng cách thay đổi chủng loại chất tạo nhũ hoặc tỷ lệ chất tạo nhũ trong nhũ tương nhựa đường.

5.1 Làm thế nào để tăng độ nhớt của nhũ tương

Tăng tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương Việc tăng tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương phải tuân thủ một số giới hạn, trước hết tăng tỷ lệ nhựa đường sẽ được xem là một giải pháp tốn kém, thứ hai nếu hàm lượng nhựa đường trong nhũ tương đã cao rồi, thì việc tăng một lượng nhỏ nhựa đường có thể làm tăng độ nhớt của nhũ tương lên rất nhiều.

Biến đổi thành phần dung dịch tạo nhũ.

Độ nhớt của một nhũ tương nhựa đường phụ thuộc rất nhiều vào các hợp chất trong dung dịch tạo nhũ. Người ta đã chứng minh được rằng độ nhớt có thể được tăng lên bằng cách giảm hàm lượng axit, tăng hàm lượng chất tạo nhũ tương hoặc bằng cách tăng tỷ lệ trung hòa giữa hàm lượng axit và amin.

Tăng tốc độ bơm các thành phần cấu thành nhũ tương vào máy trộn. Bằng cách tăng lưu lượng bơm các hợp chất vào máy trộn, sự phân bố cỡ hạt của nhũ tương sẽ bị thay đổi, khi nhựa đường chiếm tỷ lệ 65% trong nhũ tương, độ nhớt của nhũ tương nhựa đường phụ thuộc mạnh vào lưu lượng bơm các thành phần cấu thành nhũ tương vào máy trộn. Tuy nhiên đối với nhũ tương có tỷ lệ nhựa đường lớn hơn 65%, các hạt nhựa đường được sắp xếp khá sít nhau, gây ra một sự thay đổi trong sự phân bố cỡ hạt bằng sự thay đổi lưu lượng, đã tác động đáng kể đến độ nhớt của nhũ tương.

Giảm độ nhớt của nhũ tương. Nếu giảm độ nhớt của nhựa đường xuống, khi nhựa đường được bơm vào thiết bị trộn sẽ làm giảm kích thước của phân tử nhũ tương, do đó có xu hướng làm tăng độ nhớt của nhũ tương.

5.2 Làm thế nào để giảm độ nhớt của nhũ tương

Giảm tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương. Kỹ thuật này chỉ được thực hiện bằng cách khống chế tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương. Đối với nhũ tương có tỷ lệ nhựa đường nhỏ hơn 60%, tác động của biện pháp này tương đối nhỏ. Tuy nhiên không thể hạ tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương xuống mức thấp hơn mức tối thiểu.

Biến đổi công thức nhũ hóa

Để giảm độ nhớt của nhũ tương, hoặc phải tăng hàm lượng axit hoặc giảm hàm lượng amin. Tuy vậy phải lưu ý rằng các đặc tính khác của nhũ tương phụ thuộc rất nhiều vào các hợp chất cấu thành dung dịch tạo nhũ. Tăng lưu lượng bơm các hợp chất vào máy trộn Đây là quá trình đảo của nguyên lý tăng độ nhớt của nhũ tương.

5.3 Làm thế nào để thay đổi tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương

Tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương phụ thuộc chặt chẽ vào chủng loại và kích thước hạt cốt liệu. Tuy vậy, tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương có thể được cải tạo bằng cách: Cải biến tổng hợp làm dung dịch tạo nhũ

Thực tế đã chứng minh rằng tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương sẽ tăng lên nếu ta giảm hàm lượng axit, tăng hàm lượng chất nhũ hóa hoặc bằng việc giảm tỷ lệ giữa hàm lượng axit và chất nhũ hóa trong nhũ tương.

Tăng hàm lượng nhựa đường trong nhũ tương nhựa đường làm cho tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương tăng lên, mức độ tác động phụ thuộc vào hợp chất làm dung dịch tạo nhũ.

Thêm các chất phân tách. Việc sử dụng các chất phân tách có thể thúc đẩy tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương. Đối với các nhũ tương nhựa đường dùng để láng nhựa mặt đường, có thể phun một hóa chất thúc đẩy phá vỡ cấu trúc của nhũ tương ngay sau khi phun nhũ tương trên mặt đường. Thông thường cách hóa chất tách phân là những chất lưỡng tính. Đối với các nhũ tương được sử dụng trong sản xuất hỗn hợp đá – nhựa nguội có thể rắc vôi vào đá dăm trước khi trộn. Các chất thúc đẩy tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương thường có vai trò kép bởi vì chúng cũng có thể nâng cao độ bám dính giữa cốt liệu và nhựa đường.

Các yếu tố khác

Một số yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương và có thể được tóm tắt như sau:

– Chủng loại chất nhũ hóa – Kích thước và sự phân bố các hạt nhũ tương khi phun trên mặt đường; cỡ hạt càng mịn độ phân tán càng nhỏ thì tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương càng chậm. – Nhiệt độ: nhiệt độ môi trường nơi thi công càng cao thì tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương càng nhanh.

– Nhựa đường có trọng lượng riêng cao – Nhựa đường có trọng lượng riêng cao sẽ có xu hướng lắng đọng khi được hóa nhũ, quá trình này có thể được khắc phục bằng cách: – Làm giảm trọng lượng riêng của nhựa đường bằng cách cho thêm dầu hỏa lỏng trước khi sản xuất nhũ tương, tuy nhiên diều này sẽ làm tăng độ nhớt cuả nhũ tương có thể làm giảm độ nhớt cảu chất kết dính trên mặt đường. Có thể làm tăng trọng lượng riêng của dung dịch tạo nhũ tương bằng cách cho thêm muối như canxi chlorua vào dung dịch tạo nhũ. – Nhũ tương có độ nhớt thấp – Nhũ tương có độ nhớt thấp có xu hướng lắng động hơn là các nhũ tương có độ nhớt cao, bởi vì các hạt có khả năng di chuyển tự do hơn. Độ ổn định của nhũ tương trong quá trình tồn chứa có thể được nâng lên bằng cách tăng độ nhớt như đã nêu ở trên. Tăng hàm lượng chất nhũ hóa cũng sẽ làm giảm tỷ lệ lắng động. – Hàm lượng chất điện phân của nhựa đường – Sự có mặt của các cation trong nhựa đường có thể làm giảm độ ổn định của nhũ tương nhựa đường trong quá trình tồn chứa. Trong các nhũ tương cation, một nồng độ natri cao trong nhựa đường có thể tác động đến quá trình phá vỡ cấu trúc nhũ tương trong thời gian tồn chứa. Có thể chống lại điều này bằng cách cho thêm một muối vào dung dịch tạo nhũ. – Thành phần hạt trong nhũ tương – Các nhũ tương nhựa đường có cỡ hạt đa dạng thường bị lắng nhiều hơn các nhũ tương có thành phần hạt đồng đều. Điều này do các hạt lớn lắng xuống nhanh hơn do lực đẩy của các hạt. Do đó, các nhũ tương có thành phần hạt với kích thước tương đối đồng đều thường ổn định hơn trong bảo quản.

5.5 Làm thế nào để thay đổi thành phần kích thước hạt của một nhũ tương Thành phần kích thước giọt nhũ tương phụ thuộc vào sức căng bề mặt giữa thành phần nhựa đường và phần lỏng tức dung dịch tạo nhũ (sức căng bề mặt càng thấp thì nhựa đường phân tán càng dễ) và năng lượng được sử dụng trong việc phân tán, cắt nhựa đường thành các hạt trong dung dịch nhũ tương nhựa đường. Với cùng một năng lượng cơ học, các nhựa đường có độ cứng cao hơn sẽ tạo ra một dung dịch nhũ tương nhựa đường có kích thước hạt lớn hơn, trong khi đó nhựa đường cutback hoặc nhựa đường có độ kim lún cao hơn, mềm hơn sẽ tạo ra nhũ tương có hạt nhỏ hơn, mịn hơn. Người ta có thể tác động đến kích cỡ và mật độ hạt trong nhũ tương, để tạo ra một sản phẩm nhũ tương có cỡ hạt mịn và các hạt kích cỡ đồng đều hơn.

Cho thêm axit vào nhựa đường

Đối với các loại nhựa đường không có thành phần axit, một điều quan trọng là phải cho thêm axit naphthenic vào nhựa đường nếu muốn sản xuất ra nhũ tương nhựa đường anion. Axit phản ứng với kiềm trong dung dịch tạo nhũ để tạo ra xà phòng, một hợp chất có hoạt tính bề mặt và như thế sẽ tạo sự ổn định trong quá trình phân tán nhựa đường trong nhũ tương.

Thêm axit naphthenic làm cho kích thước trung bình của hạt nhựa đường trong nhũ tương nhỏ đi mà không làm thay đổi sự phân bố hạt trong nhũ tương. Hơn nữa, diện tích bề mặt riêng của nhũ tương nhựa đường được tăng lên, kết quả là lượng chất tạo nhũ được các hạt nhựa đường hấp thụ gia tăng. Điều này làm giảm nồng độ chất nhũ hóa trong dung dịch tạo nhũ và làm tăng tốc độ phá vỡ cấu trúc nhũ tương khi trộn với cốt liệu.

Các điều kiện sản xuất

Các điều kiện sản xuất ảnh hưởng rất lớn đến thành phần hạt của nhũ tương, cụ thể là:

– Nhiệt độ: Tăng nhiệt độ trong dung dịch tạo nhũ hoặc nhiệt độ của nhựa đường có nghĩa là giảm độ nhớt của nhũ tương, qua đó làm tăng cỡ hạt trung bình của nhũ tương.

– Tỷ lệ nhựa đường: Tăng tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương là làm tăng cỡ hạt trung bình và có xu hướng làm giảm sự khác biệt về cỡ hạt, tức là nhũ tương có cỡ hạt đều hơn.

Điều kiện kỹ thuật của máy trộn chế nhũ tương nhựa đường như tốc độ quay của máy, khe hở giữa rotor và stator có ảnh hưởng mạnh mẽ đến kích cỡ và thành phần hạt của nhũ tương; một máy trộn có khe hở nhỏ sẽ tạo ra các hạt có kích thước nhỏ, với phạm vi khác biệt kích thước hạt tương đối nhỏ; tốc độ quay cao sẽ tạo ra kích thước hạt nhỏ.

6 Các công dụng của nhũ tương nhựa đường

Đại đa số nhũ tương bitum được sử dụng để láng mặt đường, nhưng tính đa dạng làm cho chúng phù hợp với rất nhiều công dụng khác nhau, từ rải đường đến gắn các chậu hoa làm bằng than bùn.

6.1 Nhũ tương nhựa đường trong hỗn hợp rải đường

Hỗn hợp nhựa đường-cốt liệu được sản xuất với nhũ tương nhựa đường đã được sử dụng ở Pháp từ thập kỷ 1950 và ngày nay hàng năm người ta sử dụng tới hơn một triệu tấn hỗn hợp nhũ tương nhựa đường-cốt liệu để rải đường. Chủng loại hỗn hợp chủ yếu là đá nhựa nhũ tương được sử dụng để làm lớp móng trên của đường bộ. Tuy nhiên, một số loại hỗn hợp được sản xuất từ nhũ tương nhựa đường dành cho rải lớp mỏng trên mặt đường và lớp móng trên cũng đã được áp dụng thành công.

Một vấn đề khi sử dụng nhũ tương nhựa đường trong hỗn hợp làm đường là cần tạo ra độ rỗng tương đối cao để nước có thể thoát nhanh trong quá trình đầm nén và khi con đường đã đi vào hoạt động. Hơn nữa, độ bền của mặt đường được gia công với hỗn hợp nhũ tương-cốt liệu đường hình thành tương đối chậm. Vì cả hai lý do này mà các hỗn hợp nhũ tương-cốt liệu chỉ phù hợp với các con đường chịu tải trọng nhỏ. Do vậy, loại vật liệu này chỉ được sử dụng rất hạn chế ở Vương quốc Anh.

Trước đây, các hỗn hợp đá nhựa đông kết chậm hoặc được sản xuất với việc sử dụng một phẩm nhựa đường lỏng với nhiều loại dầu pha khác nhau. Các vật liệu này chủ yếu được sử dụng cho việc duy tu, sữa chữa đường. Sự phát triển của các nhũ tương phủ cốt liệu đã tạo ra một số loại hỗn hợp nhũ tương-cốt liệu dùng cho những mục đích đặc thù trong xây dựng đường giao thông.

Một số ứng dụng khác của nhũ tương nhựa đường trong hỗn hợp làm đường là khôi phục mặt đường theo phương pháp trộn nguội tại chỗ. Người ta dùng máy làm đường liên hợp bóc lớp mặt đường, rồi nghiền lớp mặt đường mới bóc thành các hạt cốt liệu theo kích thước yêu cầu và sàng lọc để loại bỏ các hạt không đúng kích thước. Sau đó cốt liệu tái chế được phun một lớp nhũ tương, sau mỗi lần phun nhũ tương người ta lại dùng thiết bị đảo lớp cốt liệu để nhũ tương bám dính đều với cốt liệu. Qúa trình phun và đảo lặp khoảng từ 2 đến 3 lần. Tiếp theo người ta dùng xe lu trọng lượng 8-10 tấn để đầm nén lớp nhũ tương-cốt liệu và cuối cùng mặt đường được láng một lớp hỗn hợp mịn chống thấm.

Nhũ tương nhựa đường cũng được sử dụng làm lớp dính bám. Đó là một kỹ thuật được áp dụng để đảm bảo sự liên kết bám dính giữa các lớp của mặt đường.

6.2.1 Sử dụng để làm ổn định đất

Lớp đất mặt mới đắp ở đường đê bao hay đất nông nghiệp được cày xới rất dễ bị rửa trôi bề mặt hoặc sụt lở. Do đó cần làm cho bề mặt đất ổn định bằng chất liên kết hoặc là tạo ra sự ổn định của nền đất bằng cách trồng cây.

Nhũ tương nhựa đường được phun lên bề mặt đất sẽ kết dính lớp đất mặt lại với nhau và giúp cho hạt nảy mầm thuận lợi hơn do:

– Giữ được độ ẩm cho đất – Nâng cao khả năng cách nhiệt – Bảo vệ hạt khỏi chim phá hoại và các yếu tố khác

6.2.2 Làm chậu tạm để ươm cây

Chậu ươm cây bằng than bùn dùng làm công cụ tạm để ươm cây được sử dụng phổ biến trong làm vườn. Một trong những đặc tính hấp dẫn của loại chậu này là rễ cây trồng phát triển xuyên qua vách bằng than bùn, do đó rất thuận lợi khi mang cây trồng vào vườn hoặc trồng vào các chậu cứng cố định khác. Trước đây người ta thường gia cố bên ngoài chậu than bùn bằng lưới chất dẻo để chống vỡ. Ngày nay nhũ tương bitum được dùng để thay thế lưới nhựa, nó có thể để liên kết với than bùn khá vững chắc đồng thời cho phép chậu than bùn nở ra khi hấp thu nước.

6.2.3 Chống thấm

Nhũ tương nhựa đường được sử dụng để tạo ra màng chống thấm giữa lớp móng bê tông và phần kết cấu bê tông phía trên của công trình xây dựng, mục đích là giữ được độ chắc của lớp bê tông đang được thi công ở phía trên công trình, ngăn không cho nước ở kết cấu bê tông phía trên thấm xuống kết cấu móng phía dưới. Lớp nhũ tương nhựa đường ngăn không cho móng và kết cấu bê tông phía trên đông kết liền nhau, vì đây là hai lớp bê tông có tuổi khác nhau, cường độ khác nhau, và qua đó ngăn ngừa được tình trạng bê tông phải chịu những tải trọng nội tại bên trong kết cấu.

6.2.4 Lớp phủ bảo vệ

Nhũ tương nhựa đường được sử dụng để bảo vệ các công trình bê tông, đường ống và các kết cấu kim loại chôn ngầm dưới đất. Để nâng cao đặc tính bám dính của lớp chất liên kết mỏng dạng cong, người ta thường sử dụng nhũ tương nhựa đường cải tiến bằng mủ cao su.

6.2.5 Trám khe hở và thấm nhập

Nhũ tương nhựa đường, thường dùng loại có chứa mủ cao su, là loại vật liệu tương đôí rẻ và hiệu quả để chèn các khe hở trong các vật liệu gia cố nhựa đường để ngăn nước xâm nhập vào bên trong các lớp cấu trúc của mặt đường. Điều quan trọng là các khe hỡ cần phải được sử lý càng sớm càng tốt để hạn chế thiệt hại, đặc biệt ở các vùng có lượng mưa cao hay trong mùa đông khi chu kỳ đóng băng, tan băng, nước trong các khe hở có thể dãn nở dẫn đến việc công trình bị hủy hoại nhanh chóng.

Nhũ tương cation;

Nhũ tương anion

Nhũ tương không chứa ion;

Nhũ tương được ổn định bằng đất sét.

Thuật ngữ anion và cation để chỉ các điện tích bao quanh các hạt nhựa đường. Hiện tượng này bắt nguồn từ một quy luật cơ bản về điện. Các điện tích cùng dấu đẩy nhau, các điện tích khác dấu hút nhau. Nếu một dòng điện chạy qua một dung dịch nhũ tương chứa hạt nhựa đượng tích điện âm, chúng sẽ di chuyển về phía anode. Bởi vậy, nhũ tương này được gọi là amion. Ngược lại, các hạt nhựa đường tích điện dương, chúng sẽ di chuyển về phía catode và nhũ tương này được gọi là cation. Nhựa đường trong dung dịch nhũ tương trung tích chứa ion là các hạt trung tính và do vậy chúng sẽ không di chuyển tới bất kỳ cực nào. Nhũ tương trung tính rất hiếm khi được sử dụng trong xây dựng đường.

Loại nhũ tương được ổn định bằng đất sét được sử dụng trong công nghiệp nhiều hơn là trong xây dựng đường. Ở đây các chất nhũ hóa là các loại bột mịn như sét và bentonite.

Vào năm 1906, Schade van Wastrum nhận được bằng sáng chế về sử dụng nhựa đường phân tán trong nước để làm đường. Những nỗ lực ban đầu nhằm tạo ra nhũ tương bằng phương pháp cơ học thuần túy. Tuy nhiên người ta nhanh chóng nhận ra rằng nếu chỉ đơn thuần dùng các giải pháp cơ học thuần túy là không đủ. Và đó là lần đầu tiên các chất nhũ hóa cation và anion đã được sử dụng để sản xuất nhũ tương nhựa đường. Ban đầu người ta đã lợi dụng các axit hữu cơ xuất hiện tự nhiên trong nhựa đường bằng việc đơn giản cho thêm hydroxit kali hay natri vào dung dịch nước và các chất nhũ hóa. Kết quả phản ứng giữa axit và kiềm tạo ra xà phòng anion, là hoạt chất tạo chất căng bề mặt và do đó có khả năng tạo sự ổn định cho dung dịch phân tán. Nhiều hóa chất khác nhau đã được sử dụng để nâng cao tính ổn định của nhũ tương nhựa đường. Trong số đó có cặn còn lại sau khi chưng cất axit béo, axit roxyn, axit hydroxyl stiric, lignin sulphonate… được trộn với nhựa đường trước khi hóa nhũ.

Kể từ đầu thập niên 1950, các chất tạo nhũ cation đã trở nên phổ biến bởi khả năng kết dính với rất nhiều loại bề mặt rắn khác nhau của chúng. Sự phù hợp với các loại cốt liệu khác nhau là một loại đặc tính quan trọng của nhũ tương cation trong xây dựng đường bởi chúng dính bám tốt với các loại cốt liệu khoáng khác nhau. Các chất tạo nhũ tương cation được sử dụng rộng rãi là các stearyl mono-amin, di-amin dạng thẳng, amido amin và imidazoline.

1 Các chất tạo nhũ tương

Chất tạo nhũ tương là một chất có chứa chuỗi hydrocacbon dài, kết thúc bằng một nhóm các đặc tính cation hoặc anion. Phần paraffin trong phân tử có một ái lực đối với nhựa đường và phần ion có một ái lực với nước, ion của chất tạo nhũ tương tự nó nằm trên bề mặt. Bởi thế các giọt nhỏ nhựa đường này được tích điện dương trong nhũ tương cation và được tích điện âm trong nhũ tương anion. Chất tạo nhũ tương không chỉ là một yếu tố tạo sự ổn định mà còn làm tăng khả năng dính bám của nhũ tương nhựa đường. Phần cation của chất tạo nhũ tạo ra một liên kết tĩnh điện mạnh với bề mặt cốt liệu được tích điện âm. Các hạt nhựa đường được hút vào bề mặt cốt liệu và các điện tích dương của nhựa đường được trung hòa bằng các điện tích âm của oxy hóa trị bề mặt cốt liệu. Các hạt này kết hợp lại và bám vào cốt liệu.

Các dung dịch tạo nhũ tương được làm bằng cách hòa tan các amin, diamin hoặc amino alkoxylate amin vào trong axit chlohydric hoặc axit axetic. Phản ứng được tiến hành bằng cách kiểm soát thận trọng độ pH để tạo ra muối amin. Ví dụ:

R-NH 2 + HCL RNH+3 + Cl–

Amin + Axit chlohydric Amin hydroclorid

Phản ứng cho thấy khi một nhũ tương được tạo ra với một muối amin, cation tích điện dương định vị bám trên bề mặt giọt nhựa đường. Các ion Cl– tích điện âm sau đó được hút vào bề mặt tích điện dương và cùng với nước tạo ra một lớp được gọi là lớp tích điện kép. Điều này được minh họa ở hình 4.2. Độ dày của lớp này có ảnh hưởng lớn đến độ ổn định và độ nhớt của nhũ tương nhựa đượng. Các nhũ tương anion được sản xuất với axit béo mà axit béo đã được xà phòng hóa với hydroxit natri.

Dung dịch chất tạo nhũ tạo ra một lượng dư hydroxit natri, lượng dư đó cũng được trung hòa bằng axit tự nhiên chứa trong nhựa đường. Ví dụ:

RCOOH + NaOH RCOO– + Na+ + H 2 O

Axit béo + Hydroxyt natri Xà phòng axit béo

2 Sản xuất nhũ tương nhựa đường

Phần lớn nhũ tương được sản xuất bằng thiết bị trộn. Thiết bị này gồm có một rotor cao tốc quay với tốc độ từ 1000 – 6000 vòng/phút trong một stator và khoảng trống giữa rotor và stator thường là 0,25 mm – 0,5 mm; khoảng trống đó có thể điều chỉnh được. Nhựa đường nóng và dung dịch chất tạo nhũ được nạp riêng rẽ nhưng đồng thời vào thiết bị trộn. Nhiệt độ của hai thành phần này có thể biến động phụ thuộc vào phẩm cấp, tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương và loại chất nhũ hóa… Độ nhớt của nhựa đường khi được đưa vào máy trộn không được vượt quá 0,2 Pa.s (2 poise). Để đạt được độ nhớt này, nhựa đường được duy trì trong ở nhiệt độ trong khoảng từ 100 – 140 oC. Nhiệt độ của nước pha các chất nhũ hóa được điều chỉnh để nhiệt độ của nhũ tương nhựa đường được sản xuất ra không vượt quá 90 o C . Nhựa đường và dung dịch chất nhũ hóa được đưa vào cối trộn và phải chịu lực cắt mãnh liệt nhằm làm cho nhựa đường bị vỡ ra thành từng hạt nhỏ. Từng hạt nhựa đường sau đó được bao bọc bởi chất nhũ hóa, chất đó làm cho bề mặt nhựa đường tích điện và chính lực tĩnh điện ngăn các hạt nhựa đường không kết lại với nhau.

Nhựa đường và dung dịch chất nhũ hóa được bơm vào thiết bị trộn bằng bơm cơ khí hay bơm bằng tay, song phải có thiết bị đo lưu lượng để kiểm soát được lượng nhựa đường và dung dịch nhũ hóa bơm vào thiết bị trộn.

Có nhiều phương pháp bổ sung chất tạo nhũ và nước. Với một số chất tạo nhũ như các amin phải phản ứng với một axit, ví dụ như axit chlohydric, để có thể đạt tới độ hòa tan trong nước, trong khi đó với các chất tạo nhũ khác như axit béo, phải phản ứng với chất kiềm, như hydroxit natri nhằm đạt tới độ hòa tan trong nước.

3 Công thức nhũ tương nhựa đường

Công thức nhũ tương nhựa đường lên quan đến một vấn đề rất phức tạp là tính ổn định. Một dung dịch không hòa tan, ổn định cần được bảo quản và vận chuyển thích hợp để chúng không bị phá vỡ cấu trúc. Tuy vậy, cấu trúc nhũ tương sẽ bị phá vỡ nhanh chóng ngay sau khi sử dụng trên mặt đường. Từ quan điểm kỹ thuật, các đặc tính quan trọng nhất của các nhũ tương nhưạ đường có thể được mô tả như sau:

· Độ ổn định của nhũ tương;

· Độ dính bám của nhũ tương;

· Độ nhớt của nhũ tương.

3.1 Độ ổn định của nhũ tương

Có hai yêu cầu mâu thuẫn với nhau của nhũ tương nhựa đường, đó là tính ổn định trong quá trình tồn chứa, bảo quản và tốc độ phá vỡ cấu trúc ổn định khi tiếp xúc với cốt liệu để bảo đảm dính bám tốt.

3.1.1 Độ ổn định trong quá trình tồn chứa

Trong giai đoạn đầu của quá trình tồn chứa nhũ tương nhựa đường xãy ra hiện tượng lắng xuống do trọng lực. Hiện tượng lắng tạo ra hai lớp sản phẩm, ở phía trên là một lớp sản phẩm loãng, còn phía dưới là lớp sản phẩm đặc. Vận tốc chuyển động xuống phía dưới của các hạt vật chất này có thể ước tính được bằng cách sử dụng quy luật Stokes, trong đó tốc độ lắng của các hạt nhũ tương nhựa đường (V) được biểu diễn theo công thức sau:

V =

Trong đó: g = Trọng lực

r = bán kính của hạt

d 1 = trọng lượng riêng của nhựa đường

d 2 = trọng lượng riêng của nhũ tương

ŋ = Độ nhớt của nhũ tương

Tuy nhiên, quy luật Stokes thường được áp dụng đối với các hạt chuyển động tự do. Trong nhũ tương nhựa đường, các hạt nhựa đường được sắp xếp chặt chẽ do vậy việc áp dụng quy luật Stokes không thể tránh khỏi tình trạng ước tính tốc độ lắng của các hạt sản phẩm lớn hơn so với thực tế.

Sự kết lại của các hạt nhựa đường sau khi lắng động diễn ra qua hai giai đoạn. Trước hết các hạt nhựa đường kết lại thành búi như chùm nho tạo ra những chùm hạt nhựa đường. Hiện tượng này được coi là sự kết đám. Sau khi đã kết thành từng chùm, các hạt nhựa đường nhỏ bắt đầu hòa nhập với nhau tạo ra các hạt nhựa đường có kích thước lớn hơn, đây là một hiện tượng không thể đảo ngược được. Quá trình này có thể là tự phát hoặc nó có thể là do tác động của các hoạt động cơ học.

3.1.2 Tốc độ phá vỡ cấu trúc khi tiếp xúc với cốt liệu

Nhũ tương chứa các phân tử chất tạo nhũ cả ở thành phần nước và cả trên bề mặt các hạt nhựa đường. Một số ion trong chất tạo nhũ đã tạo ra các mixen (phân tử polyme). Trong một dung dịch nhũ tương đã ổn định sẽ hình thành và tồn tại một thế cân bằng. Nếu một số ion của chất tạo nhũ bị loại bỏ khỏi dung dịch, sự cân bằng sẽ được phục hồi lại bởi các ion từ các phân tử polyme và từ bề mặt của các hạt nhựa đường sẽ thay thế chúng. Hiện tượng này xuất hiện khi nhũ tương nhựa đường tiếp xúc với cốt liệu khoáng. Điện tích âm trên bề mặt cốt liệu nhanh chống hấp thu một số ion từ dung dịch nhũ tương nhựa đường, làm suy yếu điện tích trên bề mặt nhựa đường, điều đó khởi đầu cho quá trình đứt vỡ cấu trúc nhũ tương nhựa đường. Khi điện tích trên bề mặt nhựa đường bị suy yếu đến một điểm nào đó thì qua trình liên kết giữa các hạt nhựa đường sẽ nhanh chóng xãy ra. Khi đó bề mặt các hạt cốt liệu sẽ được bao phủ trong các chuổi hydrocacbon và do đó nhựa đường được giải phóng kết dính mạnh mẽ vào bề mặt cốt liệu.

3.2 Độ kết dính của nhũ tương

Một yêu cầu cơ bản trong mọi ứng dụng có sử dụng nhựa đường là sự kết dính giữa các bề mặt rắn mà nhựa đường phải “làm ướt” để tạo ra diện tích tiếp xúc lớn nhất. Với các chất nền khô “sức căn bề mặt tới hạn” của cốt liệu phải đủ mức để đảm bảo nhựa đường lan ra dễ dàng trên bề mặt cốt liệu, kết quả là độ kết dính giữa nhựa đường và bề mặt cốt liệu thắng được lực kết dính nội tại của nhựa đường. Tuy nhiên khi bề mặt cốt liệu bị nước bao phủ và bị ướt sẽ gây ra một hiện tượng có 3 pha, hiện tượng này chỉ có thể xuất hiện nếu sự cân bằng của năng lượng tương tác thuận lợi cho các phân tử nhựa đường tiếp xúc được, hay còn gọi là làm ướt được bề mặt cốt liệu. Các chất tạo nhũ cation đặt biệt có hiệu quả ở việc làm giảm năng lượng bề mặt tự do của cốt liệu phân cực, tạo ra một điều kiện nhiệt động lực ổn định, một năng lượng bề mặt tối thiểu do đó chất tạo nhũ sẽ được hút vào bề mặt cốt liệu.

Hầu hết chất tạo nhũ cation là các chất chống bong, do đó sự liên kết ban đầu được đảm bảo. Tuy nhiên, chất lượng của sự liên kết giữa nhựa đường và cốt liệu phụ thuộc vào một số nhân tố như:

Chủng loại và số lượng chất tạo nhũ;

Phẩm cấp và các chất cấu thành của nhựa đường;

Độ pH của dung dịch chất tạo nhũ;

Kích cỡ hạt phân tán của nhũ tương

Chủng loại cốt liệu

4 Phân loại và đặc tính kỹ thuật của các loại nhũ tương nhựa đường

Các nhũ tương nhựa đường được phân loại trong BS 434 : phần 1: 1984 bằng một quy định có 3 phần. Theo phần thứ nhất của quy định này, nhũ tương nhựa đường phải thuộc hai loại A hoặc K, tức là nhũ tương anion hay cation. Phần 2, từ mục 1 đến 4 chỉ rõ tốc độ suy yếu cấu trúc hay độ ổn định, chỉ số càng cao thì độ ổn định càng lớn. Phần thứ 3 của quy định, từ mục 40 đến 70 chỉ rõ hàm lượng nhựa đường trong nhũ tương. Ví dụ:

K1-70 là loại nhũ tương cation, ngưng kết nhanh với hàm lượng nhựa đường là 70%.

A2-50 là một nhũ tương anion, bán ổn định với một tỷ lệ nhựa đường là 50%.

BS434 ghi rõ độ nhớt của nhũ tương nhựa đường (độ Engler hoặc Redwood) và hàm lượng nhựa đường.

5 Biến đổi các đặc tính của nhũ tương nhựa đường

Có một số biện pháp cơ bản mà nhà sản xuất nhũ tương nhựa đường có thể thực hiện biến đổi các đặc tính cơ bản của nhũ tương nhựa đường, ví dụ: độ nhớt, tính ổn định trong quá trình tồn chứa, tốc độ phá vỡ cấu trúc và sự phân bố cỡ hạt. Ngược lại với những suy luận thông thường, thực ra nhựa đường không phải là yếu tố duy nhất mà người ta cần kiểm soát trong quá trình sản xuất nhũ tương nhựa đường, tất nhiên ảnh hưởng của nó là một yếu tố rất quan trọng.

Có 3 cách cơ bản qua đó có thể tác động đén sự thay đổi các đặc tính của nhũ tương nhựa đường.

Bằng cách thay đổi phẩm cấp, nồng độ hoặc xuất xứ của nhựa đường;

Bằng cách thay đổi công thức nhũ tương;

Bằng cách thay đổi chủng loại chất tạo nhũ hoặc tỷ lệ chất tạo nhũ trong nhũ tương nhựa đường.

5.1 Làm thế nào để tăng độ nhớt của nhũ tương Tăng tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương

Việc tăng tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương phải tuân thủ một số giới hạn, trước hết tăng tỷ lệ nhựa đường sẽ được xem là một giải pháp tốn kém, thứ hai nếu hàm lượng nhựa đường trong nhũ tương đã cao rồi, thì việc tăng một lượng nhỏ nhựa đường có thể làm tăng độ nhớt của nhũ tương lên rất nhiều.

Biến đổi thành phần dung dịch tạo nhũ

Độ nhớt của một nhũ tương nhựa đường phụ thuộc rất nhiều vào các hợp chất trong dung dịch tạo nhũ. Người ta đã chứng minh được rằng độ nhớt có thể được tăng lên bằng cách giảm hàm lượng axit, tăng hàm lượng chất tạo nhũ tương hoặc bằng cách tăng tỷ lệ trung hòa giữa hàm lượng axit và amin.

Tăng tốc độ bơm các thành phần cấu thành nhũ tương vào máy trộn

Bằng cách tăng lưu lượng bơm các hợp chất vào máy trộn, sự phân bố cỡ hạt của nhũ tương sẽ bị thay đổi, khi nhựa đường chiếm tỷ lệ 65% trong nhũ tương, độ nhớt của nhũ tương nhựa đường phụ thuộc mạnh vào lưu lượng bơm các thành phần cấu thành nhũ tương vào máy trộn. Tuy nhiên đối với nhũ tương có tỷ lệ nhựa đường lớn hơn 65%, các hạt nhựa đường được sắp xếp khá sít nhau, gây ra một sự thay đổi trong sự phân bố cỡ hạt bằng sự thay đổi lưu lượng, đã tác động đáng kể đến độ nhớt của nhũ tương.

Giảm độ nhớt của nhũ tương

Nếu giảm độ nhớt của nhựa đường xuống, khi nhựa đường được bơm vào thiết bị trộn sẽ làm giảm kích thước của phân tử nhũ tương, do đó có xu hướng làm tăng độ nhớt của nhũ tương.

5.2 Làm thế nào để giảm độ nhớt của nhũ tương Giảm tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương

Kỹ thuật này chỉ được thực hiện bằng cách khống chế tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương. Đối với nhũ tương có tỷ lệ nhựa đường nhỏ hơn 60%, tác động của biện pháp này tương đối nhỏ. Tuy nhiên không thể hạ tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương xuống mức thấp hơn mức tối thiểu.

Biến đổi công thức nhũ hóa

Để giảm độ nhớt của nhũ tương, hoặc phải tăng hàm lượng axit hoặc giảm hàm lượng amin. Tuy vậy phải lưu ý rằng các đặc tính khác của nhũ tương phụ thuộc rất nhiều vào các hợp chất cấu thành dung dịch tạo nhũ.

Tăng lưu lượng bơm các hợp chất vào máy trộn

Đây là quá trình đảo của nguyên lý tăng độ nhớt của nhũ tương.

5.3 Làm thế nào để thay đổi tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương

Tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương phụ thuộc chặt chẽ vào chủng loại và kích thước hạt cốt liệu. Tuy vậy, tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương có thể được cải tạo bằng cách:

Cải biến tổng hợp làm dung dịch tạo nhũ

Thực tế đã chứng minh rằng tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương sẽ tăng lên nếu ta giảm hàm lượng axit, tăng hàm lượng chất nhũ hóa hoặc bằng việc giảm tỷ lệ giữa hàm lượng axit và chất nhũ hóa trong nhũ tương.

Tăng hàm lượng nhựa đường

Tăng hàm lượng nhựa đường trong nhũ tương nhựa đường làm cho tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương tăng lên, mức độ tác động phụ thuộc vào hợp chất làm dung dịch tạo nhũ.

Thêm các chất phân tách

Việc sử dụng các chất phân tách có thể thúc đẩy tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương. Đối với các nhũ tương nhựa đường dùng để láng nhựa mặt đường, có thể phun một hóa chất thúc đẩy phá vỡ cấu trúc của nhũ tương ngay sau khi phun nhũ tương trên mặt đường. Thông thường cách hóa chất tách phân là những chất lưỡng tính. Đối với các nhũ tương được sử dụng trong sản xuất hỗn hợp đá – nhựa nguội có thể rắc vôi vào đá dăm trước khi trộn. Các chất thúc đẩy tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương thường có vai trò kép bởi vì chúng cũng có thể nâng cao độ bám dính giữa cốt liệu và nhựa đường.

Các yếu tố khác

Một số yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương và có thể được tóm tắt như sau:

Chủng loại chất nhũ hóa

Kích thước và sự phân bố các hạt nhũ tương khi phun trên mặt đường; cỡ hạt càng mịn độ phân tán càng nhỏ thì tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương càng chậm.

Nhiệt độ: nhiệt độ môi trường nơi thi công càng cao thì tốc độ phá vỡ cấu trúc của nhũ tương càng nhanh.

Nhựa đường có trọng lượng riêng cao

Nhựa đường có trọng lượng riêng cao sẽ có xu hướng lắng đọng khi được hóa nhũ, quá trình này có thể được khắc phục bằng cách:

Làm giảm trọng lượng riêng của nhựa đường bằng cách cho thêm dầu hỏa lỏng trước khi sản xuất nhũ tương, tuy nhiên diều này sẽ làm tăng độ nhớt cuả nhũ tương có thể làm giảm độ nhớt cảu chất kết dính trên mặt đường. Có thể làm tăng trọng lượng riêng của dung dịch tạo nhũ tương bằng cách cho thêm muối như canxi chlorua vào dung dịch tạo nhũ.

Nhũ tương có độ nhớt thấp

Nhũ tương có độ nhớt thấp có xu hướng lắng động hơn là các nhũ tương có độ nhớt cao, bởi vì các hạt có khả năng di chuyển tự do hơn. Độ ổn định của nhũ tương trong quá trình tồn chứa có thể được nâng lên bằng cách tăng độ nhớt như đã nêu ở trên. Tăng hàm lượng chất nhũ hóa cũng sẽ làm giảm tỷ lệ lắng động.

Hàm lượng chất điện phân của nhựa đường

Sự có mặt của các cation trong nhựa đường có thể làm giảm độ ổn định của nhũ tương nhựa đường trong quá trình tồn chứa. Trong các nhũ tương cation, một nồng độ natri cao trong nhựa đường có thể tác động đến quá trình phá vỡ cấu trúc nhũ tương trong thời gian tồn chứa. Có thể chống lại điều này bằng cách cho thêm một muối vào dung dịch tạo nhũ.

Thành phần hạt trong nhũ tương

Các nhũ tương nhựa đường có cỡ hạt đa dạng thường bị lắng nhiều hơn các nhũ tương có thành phần hạt đồng đều. Điều này do các hạt lớn lắng xuống nhanh hơn do lực đẩy của các hạt. Do đó, các nhũ tương có thành phần hạt với kích thước tương đối đồng đều thường ổn định hơn trong bảo quản.

5.5 Làm thế nào để thay đổi thành phần kích thước hạt của một nhũ tương

Thành phần kích thước giọt nhũ tương phụ thuộc vào sức căng bề mặt giữa thành phần nhựa đường và phần lỏng tức dung dịch tạo nhũ (sức căng bề mặt càng thấp thì nhựa đường phân tán càng dễ) và năng lượng được sử dụng trong việc phân tán, cắt nhựa đường thành các hạt trong dung dịch nhũ tương nhựa đường. Với cùng một năng lượng cơ học, các nhựa đường có độ cứng cao hơn sẽ tạo ra một dung dịch nhũ tương nhựa đường có kích thước hạt lớn hơn, trong khi đó nhựa đường cutback hoặc nhựa đường có độ kim lún cao hơn, mềm hơn sẽ tạo ra nhũ tương có hạt nhỏ hơn, mịn hơn. Người ta có thể tác động đến kích cỡ và mật độ hạt trong nhũ tương, để tạo ra một sản phẩm nhũ tương có cỡ hạt mịn và các hạt kích cỡ đồng đều hơn.

Cho thêm axit vào nhựa đường

Đối với các loại nhựa đường không có thành phần axit, một điều quan trọng là phải cho thêm axit naphthenic vào nhựa đường nếu muốn sản xuất ra nhũ tương nhựa đường anion. Axit phản ứng với kiềm trong dung dịch tạo nhũ để tạo ra xà phòng, một hợp chất có hoạt tính bề mặt và như thế sẽ tạo sự ổn định trong quá trình phân tán nhựa đường trong nhũ tương.

Thêm axit naphthenic làm cho kích thước trung bình của hạt nhựa đường trong nhũ tương nhỏ đi mà không làm thay đổi sự phân bố hạt trong nhũ tương. Hơn nữa, diện tích bề mặt riêng của nhũ tương nhựa đường được tăng lên, kết quả là lượng chất tạo nhũ được các hạt nhựa đường hấp thụ gia tăng. Điều này làm giảm nồng độ chất nhũ hóa trong dung dịch tạo nhũ và làm tăng tốc độ phá vỡ cấu trúc nhũ tương khi trộn với cốt liệu.

Các điều kiện sản xuất

Các điều kiện sản xuất ảnh hưởng rất lớn đến thành phần hạt của nhũ tương, cụ thể là:

Nhiệt độ: Tăng nhiệt độ trong dung dịch tạo nhũ hoặc nhiệt độ của nhựa đường có nghĩa là giảm độ nhớt của nhũ tương, qua đó làm tăng cỡ hạt trung bình của nhũ tương.

Tỷ lệ nhựa đường: Tăng tỷ lệ nhựa đường trong nhũ tương là làm tăng cỡ hạt trung bình và có xu hướng làm giảm sự khác biệt về cỡ hạt, tức là nhũ tương có cỡ hạt đều hơn.

Điều kiện kỹ thuật của máy trộn chế nhũ tương nhựa đường như tốc độ quay của máy, khe hở giữa rotor và stator có ảnh hưởng mạnh mẽ đến kích cỡ và thành phần hạt của nhũ tương; một máy trộn có khe hở nhỏ sẽ tạo ra các hạt có kích thước nhỏ, với phạm vi khác biệt kích thước hạt tương đối nhỏ; tốc độ quay cao sẽ tạo ra kích thước hạt nhỏ.

6 Các công dụng của nhũ tương nhựa đường

Đại đa số nhũ tương bitum được sử dụng để láng mặt đường, nhưng tính đa dạng làm cho chúng phù hợp với rất nhiều công dụng khác nhau, từ rải đường đến gắn các chậu hoa làm bằng than bùn.

6.1 Nhũ tương nhựa đường trong hỗn hợp rải đường

Hỗn hợp nhựa đường-cốt liệu được sản xuất với nhũ tương nhựa đường đã được sử dụng ở Pháp từ thập kỷ 1950 và ngày nay hàng năm người ta sử dụng tới hơn một triệu tấn hỗn hợp nhũ tương nhựa đường-cốt liệu để rải đường. Chủng loại hỗn hợp chủ yếu là đá nhựa nhũ tương được sử dụng để làm lớp móng trên của đường bộ. Tuy nhiên, một số loại hỗn hợp được sản xuất từ nhũ tương nhựa đường dành cho rải lớp mỏng trên mặt đường và lớp móng trên cũng đã được áp dụng thành công.

Một vấn đề khi sử dụng nhũ tương nhựa đường trong hỗn hợp làm đường là cần tạo ra độ rỗng tương đối cao để nước có thể thoát nhanh trong quá trình đầm nén và khi con đường đã đi vào hoạt động. Hơn nữa, độ bền của mặt đường được gia công với hỗn hợp nhũ tương-cốt liệu đường hình thành tương đối chậm. Vì cả hai lý do này mà các hỗn hợp nhũ tương-cốt liệu chỉ phù hợp với các con đường chịu tải trọng nhỏ. Do vậy, loại vật liệu này chỉ được sử dụng rất hạn chế ở Vương quốc Anh.

Trước đây, các hỗn hợp đá nhựa đông kết chậm hoặc được sản xuất với việc sử dụng một phẩm nhựa đường lỏng với nhiều loại dầu pha khác nhau. Các vật liệu này chủ yếu được sử dụng cho việc duy tu, sữa chữa đường. Sự phát triển của các nhũ tương phủ cốt liệu đã tạo ra một số loại hỗn hợp nhũ tương-cốt liệu dùng cho những mục đích đặc thù trong xây dựng đường giao thông.

Một số ứng dụng khác của nhũ tương nhựa đường trong hỗn hợp làm đường là khôi phục mặt đường theo phương pháp trộn nguội tại chỗ. Người ta dùng máy làm đường liên hợp bóc lớp mặt đường, rồi nghiền lớp mặt đường mới bóc thành các hạt cốt liệu theo kích thước yêu cầu và sàng lọc để loại bỏ các hạt không đúng kích thước. Sau đó cốt liệu tái chế được phun một lớp nhũ tương, sau mỗi lần phun nhũ tương người ta lại dùng thiết bị đảo lớp cốt liệu để nhũ tương bám dính đều với cốt liệu. Qúa trình phun và đảo lặp khoảng từ 2 đến 3 lần. Tiếp theo người ta dùng xe lu trọng lượng 8-10 tấn để đầm nén lớp nhũ tương-cốt liệu và cuối cùng mặt đường được láng một lớp hỗn hợp mịn chống thấm.

Nhũ tương nhựa đường cũng được sử dụng làm lớp dính bám. Đó là một kỹ thuật được áp dụng để đảm bảo sự liên kết bám dính giữa các lớp của mặt đường .

6.2.1 Sử dụng để làm ổn định đất

Lớp đất mặt mới đắp ở đường đê bao hay đất nông nghiệp được cày xới rất dễ bị rửa trôi bề mặt hoặc sụt lở. Do đó cần làm cho bề mặt đất ổn định bằng chất liên kết hoặc là tạo ra sự ổn định của nền đất bằng cách trồng cây.

Nhũ tương nhựa đường được phun lên bề mặt đất sẽ kết dính lớp đất mặt lại với nhau và giúp cho hạt nảy mầm thuận lợi hơn do:

Giữ được độ ẩm cho đất

Nâng cao khả năng cách nhiệt

Bảo vệ hạt khỏi chim phá hoại và các yếu tố khác

6.2.2 Làm chậu tạm để ươm cây

Chậu ươm cây bằng than bùn dùng làm công cụ tạm để ươm cây được sử dụng phổ biến trong làm vườn. Một trong những đặc tính hấp dẫn của loại chậu này là rễ cây trồng phát triển xuyên qua vách bằng than bùn, do đó rất thuận lợi khi mang cây trồng vào vườn hoặc trồng vào các chậu cứng cố định khác. Trước đây người ta thường gia cố bên ngoài chậu than bùn bằng lưới chất dẻo để chống vỡ. Ngày nay nhũ tương bitum được dùng để thay thế lưới nhựa, nó có thể để liên kết với than bùn khá vững chắc đồng thời cho phép chậu than bùn nở ra khi hấp thu nước.

6.2.3 Chống thấm

Nhũ tương nhựa đường được sử dụng để tạo ra màng chống thấm giữa lớp móng bê tông và phần kết cấu bê tông phía trên của công trình xây dựng, mục đích là giữ được độ chắc của lớp bê tông đang được thi công ở phía trên công trình, ngăn không cho nước ở kết cấu bê tông phía trên thấm xuống kết cấu móng phía dưới. Lớp nhũ tương nhựa đường ngăn không cho móng và kết cấu bê tông phía trên đông kết liền nhau, vì đây là hai lớp bê tông có tuổi khác nhau, cường độ khác nhau, và qua đó ngăn ngừa được tình trạng bê tông phải chịu những tải trọng nội tại bên trong kết cấu.

6.2.4 Lớp phủ bảo vệ

Nhũ tương nhựa đường được sử dụng để bảo vệ các công trình bê tông, đường ống và các kết cấu kim loại chôn ngầm dưới đất. Để nâng cao đặc tính bám dính của lớp chất liên kết mỏng dạng cong, người ta thường sử dụng nhũ tương nhựa đường cải tiến bằng mủ cao su.

6.2.5 Trám khe hở và thấm nhập

Nhũ tương nhựa đường, thường dùng loại có chứa mủ cao su, là loại vật liệu tương đôí rẻ và hiệu quả để chèn các khe hở trong các vật liệu gia cố nhựa đường để ngăn nước xâm nhập vào bên trong các lớp cấu trúc của mặt đường. Điều quan trọng là các khe hỡ cần phải được sử lý càng sớm càng tốt để hạn chế thiệt hại, đặc biệt ở các vùng có lượng mưa cao hay trong mùa đông khi chu kỳ đóng băng, tan băng, nước trong các khe hở có thể dãn nở dẫn đến việc công trình bị hủy hoại nhanh chóng.

Láng mặt đường – K1-70, K1-60

Lớp tạo kết dính – K1-40, K2-40

Bê tông đúc nguội – K3-60

Đá nhựa hở – K2-60, K2-70

Khôi phục mặt đường – K2-60

Phun mù – K1-40, K2-40

Bảo dưỡng bê tông – K1-40, K2-40

Sự khác nhau giữa cửa nhựa giả gỗ và cửa gỗ nhựa.

Có khá nhiều khách hàng thường đặt ra câu hỏi: cửa nhựa giả gỗ và cửa gỗ nhựa hai loại khác nhau như nào? cấu tạo của chúng ra sao? thời gian sử dụng được lâu không?

Thế giới cửa sẽ chia sẻ thông tin về 2 dòng cửa này, giúp khách hàng hiểu rõ hơn về sản phẩm dể có quyết định chính xác khi lựa chọn dòng cửa cho không gian của bạn.

Điểm giống nhau: Cùng được làm từ chất liệu nhựa, có vân gỗ trang trí.

Điểm khác nhau giữa 2 loại cửa giúp khách hàng phân biết và đưa ra sự lựa chọn.

1/ Cửa nhựa giả gỗ: hay còn gọi là cửa nhựa PVC

Đây là dòng cửa được sản xuất từ nhựa PVC cao cấp có kết cấu chịu lực cao, được đúc thành tấm với nhiều mẫu mã kiểu dáng theo khuôn mẫu hay thành từng thanh ghép và các thanh lại với nhau thành cửa.

Lớp bề mặt ngoài cùng được phủ bởi lớp da nhựa giả gỗ và được ép bằng keo chuyên dụng tạo nên sự gắn kết chặt chẽ. Lớp bề mặt được làm từ nhựa trơn nhẵn có khả năng chống chầy xước và chống thấm tốt. Lớp bề mặt in hoa văn trang trí vân gỗ, độ bền màu cao.

Sau đó cắt, ghép thành cửa hoàn chỉnh theo kích thước cửa khách hàng đặt.

Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại cửa nhựa giả gỗ, nhưng được ưa chuộng nhiều nhất là cửa nhựa giả gỗ Đài Loan với nhiều mẫu mã, chất lượng khac nhau phù hợp với sức mua của người sử dụng.

Đặc điểm nổi bật của dòng cửa này: chống cong vênh, co ngót, móp méo, 100% không thấm nước, không mối mọt, có khả năng cách âm, thiết kế với nhiều kiểu dáng vân gỗ kết hợp với ô kính trang trí.

Tiết kiệm chi phí: đẹp, giá rẻ, bạn sở hữu ngay những bộ cửa nhựa giả gỗ cho không gian cửa bạ.n

Cửa nhựa giả gỗ được dùng ở đâu?

Cửa nhựa giả gỗ với khả năng chống nước, chống mối mọt, cửa nhựa giả gỗ được sử dụng làm cửa thông phòng hoặc cửa nhà vệ sinh là phương án tốt tối ưu nhất.

2/ Cửa nhựa gỗ

Được làm từ bột gỗ và nhựa nên cửa gỗ nhựa vừa mang đặc tính của gỗ và mang đặc tính của nhựa. Cửa gỗ nhựa ngày càng được sử dụng rộng rãi, dần thay thế cho cửa gỗ tự nhiên với các tông màu đa dạng.

Với nhiều ưu điểm: chống ẩm, chống mối mọt mục nát, thân thiện với môi trường, tận dụng được nguồn nguyên thiên nhiên .

Thiết kế đa dạng, mẫu mã phong phú cửa gỗ nhựa được sử dụng làm cửa phòng ngủ, cửa thông phòng, tạo nét sang trọng, độc đáo cho không gian.

3.1 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NHỰA CÓ TRONG NHŨ TƯƠNG A XÍT

3.1.1 Định nghĩa, phạm vi áp dụng

Hàm lượng nhựa có trong nhũ tương a xít là tỷ lệ phần trăm giữa khối lượng nhựa có trong nhũ tương a xít so với khối lượng của nhũ tương a xít.

Có hai phương pháp thí nghiệm xác định hàm lượng nhựa có trong nhũ tương a xít:

A Phương pháp I – Phương pháp chưng cất 3.1.2 Tóm tắt phương pháp thí nghiệm

Mẫu nhũ tương a xít được nung nóng trong một nồi chưng cất làm bằng hợp kim nhôm đến nhiệt độ 260 ± 5 o C theo một trình tự, trong một khoảng thời gian quy định.

Sau khi kết thúc quá trình chưng cất, cân xác định khối lượng nhựa còn lại và xác định thể tích dầu thu được, từ đó tính được hàm lượng nhựa và hàm lượng dầu có trong nhũ tương a xít.

3.1.3 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 3.1.4 Trình tự thí nghiệm

Khi nhiệt độ trên nhiệt kế 1 đạt đến 2155 oC thì hạ thấp đèn đốt dạng vòng đến ngang đáy nồi chưng cất. Tiếp tục gia nhiệt cho đến khi nhiệt độ đạt đến 260 ± o C, duy trì ở nhiệt độ này trong thời gian 15 phút. Quá trình chưng cất phải được hoàn tất trong khoảng thời gian 60 ± 15 phút.

3.1.5 Tính toán và báo cáo kết quả thí nghiệm

Hàm lượng nhựa có trong nhũ tương a xít (ký hiệu là HLN), đơn vị là % (theo khối lượng mẫu thí nghiệm), được tính theo công thức:

Hình 1. Nồi chưng cất bằng hợp kim nhôm (Kích thước ghi trên hình vẽ có đơn vị là mm)

Hình 2. Đèn đốt dạng vòng (Kích thước ghi trên hình vẽ có đơn vị là mm)

Hình 3. Sơ đồ lắp đặt hệ thiết bị thí nghiệm chưng cất nhũ tương (Kích thước ghi trên hình vẽ có đơn vị là mm)

Hàm lượng dầu có trong nhũ tương a xít (ký hiệu là HLD), đơn vị là % (theo thể tích mẫu nhũ tương thí nghiệm), được tính theo công thức sau:

A là tổng khối lượng của nồi chưng cất và các phụ kiện trước khi thí nghiệm, g;

B là khối lượng mẫu thí nghiệm, g;

C là tổng khối lượng của nồi chưng cất có chứa nhựa và các phụ kiện sau khi nung, g;

D là thể tích của dầu thu được sau quá trình chưng cất, ml; trong thí nghiệm này, lấy khối lượng thể tích của nhũ tương a xít bằng 1 g/cm 3.

Kết quả thí nghiệm là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm trên cùng mẫu thử.

3.1.6 Độ chính xác

Chấp nhận kết quả thu được của hai lần thí nghiệm khác nhau trên cùng một mẫu tại cùng thời điểm bởi cùng một thí nghiệm viên khi sai số giữa hai lần thí nghiệm không vượt quá quy định sau:

Chấp nhận kết quả thu được của hai phòng thí nghiệm khác nhau khi cùng thí nghiệm một mẫu tại cùng thời điểm nếu sai số giữa hai kết quả thí nghiệm không vượt quá quy định sau:

B Phương pháp II – Phương pháp bay hơi 3.1.7 Tóm tắt phương pháp thí nghiệm

Mẫu nhũ tương a xít đựng trong một cốc thuỷ tinh chịu nhiệt (hoặc cốc kim loại) được nung nóng đến nhiệt độ 163 ± 3 o C trong một tủ sấy theo một trình tự quy định.

Sau khi kết thúc quá trình nung nóng, cân xác định khối lượng nhựa còn lại trong cốc, từ đó tính ra được hàm lượng nhựa có trong nhũ tương a xít.

Có 2 trình tự thí nghiệm xác định hàm lượng nhựa theo phương pháp bay hơi:

– Trình tự II.1 : Sử dụng khi không thí nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật trên mẫu nhựa thu được;

– Trình tự II.2 : Sử dụng khi có thí nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật trên mẫu nhựa thu được.

3.1.8 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 3.1.9 Thí nghiệm theo trình tự II.1 3.1.10 Thí nghiệm theo trình tự II.2 3.1.11 Tính toán và báo cáo kết quả thí nghiệm

Hàm lượng nhựa có trong nhũ tương a xít thu được từ mỗi cốc (ký hiệu là HLN), đơn vị tính là %, được tính theo công thức:

A là khối lượng của cốc và đũa, g;

B là khối lượng mẫu thí nghiệm, g;

C là khối lượng của cốc, mẫu và đũa sau khi sấy, g.

Nếu thí nghiệm theo trình tự II.1, kết quả thí nghiệm là trị số trung bình của 3 mẫu thử. Nếu thí nghiệm theo trình tự II.2, kết quả thí nghiệm là trị số trung bình của 4 mẫu thử.

3.1.12 Độ chính xác

Chấp nhận kết quả thu được của hai lần thí nghiệm khác nhau trên cùng một mẫu tại cùng thời điểm bởi cùng một thí nghiệm viên khi sai số giữa hai lần thí nghiệm không vượt quá quy định sau:

Chấp nhận kết quả thu được của hai phòng thí nghiệm khác nhau khi cùng thí nghiệm một mẫu tại cùng thời điểm nếu sai số giữa hai kết quả thí nghiệm không vượt quá quy định sau:

3.2.1 Định nghĩa, phạm vi áp dụng

Độ nhớt là một chỉ tiêu quan trọng ảnh hưởng đến tính hiệu dụng của nhũ tương a xít. Nhũ tương a xít phải đủ loãng để chảy qua vòi phun của thiết bị phun một cách đều đặn, nhũ tương a xít cũng phải đủ đậm đặc để không chảy khỏi mặt đường sau khi được phun. Đối với nhũ tương a xít dùng để trộn với cốt liệu, độ nhớt có ảnh hưởng đến mức độ dính bám với cốt liệu và chiều dầy màng nhựa dính bám trên bề mặt các hạt cốt liệu.

Thí nghiệm xác định độ nhớt Saybolt Furol của nhũ tương a xít phân tách chậm được thực hiện ở 25 oC, thí nghiệm xác định độ nhớt Saybolt Furol của nhũ tương a xít phân tách nhanh và trung bình được thực hiện ở 50 o C

3.2.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm: 3.2.3 Chuẩn bị thiết bị thí nghiệm: 3.2.4 Trình tự thí nghiệm ở 25oC

Hình 4. Nhớt kế Saybolt Furol (Kích thước ghi trên hình vẽ có đơn vị là mm)

Hình 5. Bình đong thuỷ tinh 60ml

3.2.5 Trình tự thí nghiệm ở 50oC

Đặt bình đựng mẫu nhũ tương a xít vào trong tủ sấy hoặc trong bể nước có nhiệt độ 71 ± 3± o C cho đến khi nhiệt độ mẫu đạt đến 50

Khi mẫu nhũ tương a xít đạt đến nhiệt độ 51,4 ± 0,3m o C, nhấc cốc chứa mẫu ra khỏi bể nước và đổ trực tiếp nhũ tương a xít vào trong nhớt kế qua phễu lọc 850 m cho đến khi nhũ tương a xít tràn thành trên phiá trong của nhớt kế.

3.2.6 Kết quả thí nghiệm

Kết quả là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm trên cùng mẫu thử.

3.2.7 Độ chính xác

Có thể chấp nhận kết quả thu được của hai lần thí nghiệm khác nhau trên cùng một mẫu tại cùng thời điểm bởi cùng một thí nghiệm viên khi sai số giữa hai lần thí nghiệm không vượt quá quy định sau:

Có thể chấp nhận kết quả thu được của hai phòng thí nghiệm khác nhau khi cùng thí nghiệm một mẫu tại cùng thời điểm nếu sai số giữa hai kết quả thí nghiệm không vượt quá quy định sau:

3.3.1 Định nghĩa

Độ ổn định khi lưu kho 24 giờ là hiệu số giữa hàm lượng nhựa có trong mẫu nhũ tương a xít lấy từ phần dưới và hàm lượng nhựa có trong mẫu nhũ tương a xít lấy từ phần trên của bình lưu mẫu sau khoảng thời gian lưu mẫu 24 giờ.

Độ ổn định lưu kho 24 giờ là chỉ tiêu thể hiện tính đồng nhất, ổn định của nhũ tương a xít theo thời gian trong quá trình lưu giữ.

3.3.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 3.3.3 Trình tự thí nghiệm

Đánh số thứ tự và cân xác định khối lượng của cốc 1 và đũa 1 (A 1, g), cốc 2 và đũa 2 (A 2, g) chính xác đến 0,1g.

Đặt hai cốc chứa mẫu (gồm cả đũa khuấy) vào trong tủ sấy ở nhiệt độ 163 ± 3± 3 oC trong khoảng thời gian 2 giờ, sau đó lấy hai cốc chứa mẫu ra khỏi tủ sấy, dùng đũa khuấy đều và đặt hai cốc chứa mẫu trở lại tủ sấy ở nhiệt độ 163 oC trong khoảng thời gian 1 giờ nữa. Sau đó lấy ra, để nguội và cân xác định khối lượng của cốc 1 gồm cả đũa 1 và nhựa thu được (B 1, g), và khối lượng của cốc 2 gồm cả đũa 2 và nhựa thu được (B 2, g) chính xác đến 0,1 g.

3.3.4 Tính toán và báo cáo kết quả

Hàm lượng nhựa có trong nhũ tương a xít được tính theo công thức:

– Hàm lượng nhựa có trong phần mẫu nhũ tương a xít lấy ra từ phần trên của bình lưu mẫu (ký hiệu là HLN 1), có đơn vị là %, được tính theo công thức:

– Hàm lượng nhựa có trong phần mẫu nhũ tương a xít lấy ra từ phần dưới của bình lưu mẫu (ký hiệu là HLN 2), có đơn vị là %, được tính theo công thức:

Độ ổn định khi lưu kho 24 giờ (ký hiệu là LK), có đơn vị là %, được tính theo công thức:

A 1 là khối lượng của cốc 1 và đũa 1, g;

A 2 là khối lượng của cốc 2 và đũa 2, g;

B 1 là khối lượng của cốc 1, đũa 1 và nhựa thu được sau khi thí nghiệm, g;

B 2 là khối lượng của cốc 2, đũa 2 và nhựa thu được sau khi thí nghiệm, g.

Kết quả là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm trên cùng mẫu thử.

3.3.5 Độ chính xác

Chấp nhận kết quả thu được của hai lần thí nghiệm khác nhau trên cùng một mẫu tại cùng thời điểm bởi cùng một thí nghiệm viên khi sai số giữa hai lần thí nghiệm không vượt quá 0,5%.

Chấp nhận kết quả thu được của hai phòng thí nghiệm khác nhau khi cùng thí nghiệm một mẫu tại cùng thời điểm nếu sai số giữa hai kết quả thí nghiệm không vượt quá 0,6%.

3.4.1 Định nghĩa, phạm vi áp dụng 3.4.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 3.4.3 Nhiệt độ thí nghiệm

Đối với nhũ tương a xít có độ nhớt Saybolt Furol ở 25 oC lớn hơn 100 giây và nhũ tương a xít có độ nhớt được quy định ở 50 o C: Thí nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ 50 ±

3.4.4 Trình tự thí nghiệm 3.4.5 Tính toán và báo cáo kết quả

A là khối lượng của khay và sàng trước khi thí nghiệm, g;

B là khối lượng của mẫu nhũ tương thí nghiệm, g;

C là khối lượng của khay và sàng có chứa chất cặn sau khi sấy, g.

Kết quả là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm trên cùng mẫu thử.

3.4.6 Độ chính xác

Chấp nhận kết quả thu được của hai lần thí nghiệm khác nhau trên cùng một mẫu tại cùng thời điểm bởi cùng một thí nghiệm viên khi sai số giữa hai lần thí nghiệm không vượt quá quy định sau:

Chấp nhận kết quả thu được của hai phòng thí nghiệm khác nhau khi cùng thí nghiệm một mẫu tại cùng thời điểm nếu sai số giữa hai kết quả thí nghiệm không vượt quá quy định sau:

3.5.1 Phạm vi áp dụng

Phương pháp thí nghiệm này được sử dụng để nhận biết nhũ tương a xít thông qua sự di chuyển của các hạt nhựa về phiá cực âm (ca-tốt) khi cho dòng điện một chiều chạy qua mẫu nhũ tương.

3.5.2 Tóm tắt phương pháp thí nghiệm

Cho một dòng điện một chiều có độ lớn quy định chạy qua mẫu nhũ tương theo một trình tự được quy định. Sau khi kết thúc thí nghiệm, nếu là nhũ tương a xít sẽ có nhựa dính bám trên bề mặt điện cực âm (ca-tốt).

3.5.3 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm

Điện cực: Là 2 tấm thép không rỉ có kích thước 25 , 4 mm x 101 , 6 mm, được đặt song song cách nhau một khoảng là 12 , 7 mm (xem Hình 8).

3.5.4 Trình tự thí nghiệm

Đặt bình đựng mẫu nhũ tương vào trong bể bảo ôn có nhiệt độ 71 ± 3± 3 oC cho tới khi nhiệt độ của mẫu đạt đến nhiệt độ 50 o C; dùng đũa khuấy đều để nhũ tương đạt độ đồng nhất.

Trước khi thí nghiệm, cần làm sạch các điện cực theo trình tự sau: Rửa lần 1 bằng nước cất, rửa lần 2 bằng isopropyl ((CH 3) 2-CHOH) hoặc ethyl alcohol (C 2H 5 OH), sau đó rửa lại bằng nước cất.

Hình 6. Thiết bị thí nghiệm điện tích hạt

D1 – Đi ốt si líc S1 – Núm xoay 2 cực, 3 vị trí

R4 – Thiết bị đổi hướng

Hình 7. Sơ đồ lắp đặt thiết bị thí nghiệm điện tích hạt

3.5.5 Báo cáo kết quả thí nghiệm

Báo cáo kết quả thí nghiệm với các thông tin sau:

Hình 7. Bộ phận cách điện (Kích thước ghi trên hình vẽ có đơn vị là mm)

3.6.1 Phạm vi áp dụng

Phương pháp thí nghiệm này được sử dụng để nhận biết nhũ tương a xít phân tách chậm.

Kết quả thí nghiệm biểu thị khả năng trộn lẫn của nhũ tương a xít phân tách chậm với một loại vật liệu hạt mịn có tỷ diện lớn (Xi măng poóc lăng mác PC40 theo quy định tại TCVN 2682:1999) mà không làm phân tách nhũ tương a xít.

3.6.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ và vật tư thí nghiệm 3.6.3 Trình tự thí nghiệm

Sàng bỏ những hạt lớn hơn 180 m m có trong xi măng, sau đó lấy 50,0 ± 0,1g (A, g) cho vào chảo trộn.

3.6.4 Tính toán và báo cáo kết quả

Lượng vật liệu trên sàng 1,40 mm (ký hiệu là TXM), có đơn vị là %, được tính theo công thức sau:

A là khối lượng của xi măng dùng làm thí nghiệm, g;

B là khối lượng của khay và sàng trước khi thí nghiệm, g;

C là khối lượng của khay và sàng có chứa vật liệu sau khi sấy, g.

Kết quả là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm trên cùng mẫu thử.

3.6.5 Độ chính xác

Chấp nhận kết quả thu được của hai lần thí nghiệm khác nhau trên cùng một mẫu tại cùng thời điểm bởi cùng một thí nghiệm viên khi sai số giữa hai lần thí nghiệm không vượt quá quy định sau:

Chấp nhận kết quả thu được của hai phòng thí nghiệm khác nhau khi cùng thí nghiệm một mẫu tại cùng thời điểm nếu sai số giữa hai kết quả thí nghiệm không vượt quá quy định sau:

3.7.1 Phạm vi áp dụng

Phương pháp thí nghiệm này được sử dụng để nhận biết nhũ tương a xít phân tách nhanh thông qua khối lượng nhựa đường bị phân tách từ nhũ tương a xít khi sử dụng dung dịch dioctyl sodium sulfosuccinate nồng độ 0,8 %.

3.7.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ và vật tư thí nghiệm 3.7.3 Trình tự thí nghiệm

Đặt cốc đựng mẫu vào chậu nước hoặc bể bảo ôn có nhiệt độ 2511 oC; sau khi nhiệt độ mẫu đạt đến nhiệt độ 25 ± oC trong khoảng thời gian 2 phút, dùng ống pi-pét cho 35 ml chất khử có nhiệt độ 25 ± o C vào cốc đựng mẫu.

3.7.4 Tính toán và báo cáo kết quả thí nghiệm

Khối lượng nhựa thu được từ thí nghiệm được xác định theo công thức:

KLN1 = B – A (g)

Độ khử nhũ (ký hiệu là ĐKN) có đơn vị là %, được tính theo công thức:

ĐKN

A là tổng khối lượng của cốc, đũa kim loại và sàng trước khi thí nghiệm, g;

B là tổng khối lượng của cốc, đũa kim loại và sàng có nhựa đã sấy khô sau khi thí nghiệm, g;

KLN 1 là khối lượng nhựa thu được từ thí nghiệm, g;

KLN 2 là khối lượng nhựa có trong 100 g nhũ tương a xít được xác định theo Khoản 3.1 “Phương pháp thí nghiệm xác định hàm lượng nhựa có trong nhũ tương a xít”, g.

Kết quả là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm trên cùng mẫu thử.

3.8.1 Phạm vi áp dụng

Phương pháp thí nghiệm này được sử dụng để kiểm tra nhũ tương a xít phân tách trung bình có phù hợp để trộn với cốt liệu hay không thông qua mức độ dính bám với cốt liệu ứng với các điều kiện thí nghiệm sau:

3.8.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 3.8.3 Yêu cầu về vật liệu thí nghiệm

Bột đá vôi (CaCO 3) dùng để trộn lẫn với cốt liệu thí nghiệm có thành phần hạt thoả mãn yêu cầu sau:

3.8.4 Trình tự thí nghiệm đối với cốt liệu khô

Cân 4,0 g bột đá vôi (CaCO 3) cho vào chảo trộn, dùng dao trộn đều trong khoảng 1 phút cho tới khi bột đá phủ đều trên bề mặt các hạt cốt liệu.

Hình 9. Bình chứa nước (Kích thước ghi trên hình vẽ có đơn vị là mm)

Hình 10. Van điều chỉnh lưu tốc và vòi phun (Kích thước ghi trên hình vẽ có đơn vị là mm)

3.8.5 Trình tự thí nghiệm đối với cốt liệu ướt 3.8.6 Tính toán và báo cáo kết quả thí nghiệm

Đánh giá và báo cáo kết quả thí nghiệm theo 3 mức độ: khá, đạt và kém, trong đó:

Việc đánh giá và báo cáo kết quả thí nghiệm được thực hiện đối với cả hai trường hợp: cốt liệu khô (xác định theo 3.8.4) và cốt liệu ướt (xác định theo 3.8.5), ứng với các thời điểm sau:

Kết quả là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm trên cùng mẫu thử.

3.9 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU TRÊN MẪU NHỰA THU ĐƯỢC TỪ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NHỰA CÓ TRONG NHŨ TƯƠNG A XÍT 3.10 CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM THAM KHẢO PHỤ LỤC A

DANH MỤC CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM TƯƠNG ĐƯƠNG

DANH MỤC

CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM TƯƠNG ĐƯƠNG

PHỤ LỤC B

CÁC KÝ HIỆU VỀ MÁC CỦA NHŨ TƯƠNG A XÍT

PHỤ LỤC C

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG NHŨ TƯƠNG A XÍT (THAM KHẢO)

HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG NHŨ TƯƠNG A XÍT Ghi chú 9:

– Với đặc điểm khí hậu ở nước ta, nên sử dụng nhũ tương a xít mà mẫu nhựa thu được từ thí nghiệm xác định hàm lượng nhựa có độ kim lún (ở 25 o C, 100g, 5 giây) không lớn hơn 100 (1/10mm).

PHỤ LỤC D

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM NHẬN BIẾT NHŨ TƯƠNG A XÍT PHÂN TÁCH NHANH (THAM KHẢO)

D.1 Phạm vi áp dụng

Phương pháp thí nghiệm này dùng để nhận biết nhũ tương a xít phân tách nhanh thông qua đặc tính không dính bám với một loại cát chuẩn.

D.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm D.3 Yêu cầu về vật liệu thí nghiệm

Cát chuẩn: Cát si líc có hàm lượng SiO 2 ³ 98% được rửa sạch, sấy khô, có thành phần hạt thoả mãn yêu cầu sau:

D.4 Chuẩn bị vật liệu cát D.5 Trình tự thí nghiệm D.6 Báo cáo kết quả thí nghiệm

Nếu phần diện tích hỗn hợp không có nhũ tương dính bám lớn hơn phần diện tích hỗn hợp có nhũ tương dính bám thì mẫu nhũ tương thí nghiệm được kết luận là nhũ tương a xít phân tách nhanh.

PHỤ LỤC E

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM NHẬN BIẾT NHŨ TƯƠNG A XÍT PHÂN TÁCH CHẬM (THAM KHẢO)

E.1 Phạm vi áp dụng

Phương pháp thí nghiệm này dùng để nhận biết nhũ tương a xít phân tách chậm thông qua mức độ dính bám của nhũ tương a xít với một loại cát chuẩn ngay sau khi trộn và độ dính bám còn lại sau khi ngâm hỗn hợp cát trộn nhũ tương a xít trong nước sôi.

E.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ và vật tư thí nghiệm

Cát chuẩn: Cát si líc có hàm lượng SiO 2 ³ 98% được rửa sạch, sấy khô, có thành phần hạt thoả mãn yêu cầu sau:

E.3 Trình tự thí nghiệm E.4 Báo cáo kết quả thí nghiệm

Nếu phần diện tích hỗn hợp có nhũ tương dính bám lớn hơn phần diện tích hỗn hợp không có nhũ tương dính bám thì kết luận mẫu thí nghiệm là nhũ tương a xít phân tách chậm.

PHỤ LỤC F

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG TRỘN LẪN VỚI NƯỚC CỦA NHŨ TƯƠNG A XÍT (THAM KHẢO)

F.1 Khái niệm, phạm vi áp dụng

Khả năng trộn lẫn với nước của nhũ tương a xít là chỉ tiêu cho phép sử dụng nước để pha loãng nhũ tương a xít mà không làm phân tách nhũ tương a xít.

Phương pháp thí nghiệm này được áp dụng cho nhũ tương a xít phân tách trung bình và phân tách chậm, không áp dụng cho nhũ tương a xít phân tách nhanh.

F.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm F.3 Trình tự thí nghiệm F.4 Kết quả thí nghiệm

Nếu không có nhựa đông tụ ở đáy cốc thuỷ tinh thì kết luận: Có thể dùng nước để pha loãng nhũ tương a xít.

PHỤ LỤC G

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ĐỘ DÍNH BÁM VỚI CỐT LIỆU CỦA NHŨ TƯƠNG A XÍT TẠI HIỆN TRƯỜNG

G.1 Phạm vi áp dụng

Đây là phương pháp thí nghiệm nhanh dùng để xác định tính tương hợp của nhũ tương a xít với cốt liệu tại hiện trường thông qua: mức độ dính bám với cốt liệu, mức độ dính bám còn lại sau quá trình trộn và sau quá trình rửa bằng nước.

G.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm G.3 Trình tự thí nghiệm G.4 Báo cáo kết quả thí nghiệm

Dính bám với cốt liệu được đánh giá theo 3 mức độ:

PHỤ LỤC H

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG THỂ TÍCH CỦA NHŨ TƯƠNG A XÍT (THAM KHẢO)

H.1 Định nghĩa

Khối lượng thể tích của nhũ tương a xít là khối lượng của một đơn vị thể tích nhũ tương a xít ở nhiệt độ 25 o C.

H.2 Yêu cầu về thiết bị, dụng cụ thí nghiệm H.3 Trình tự thí nghiệm H.4 Tính toán và báo cáo kết quả thí nghiệm

A là khối lượng của bình đong tiêu chuẩn bao gồm cả nắp, g;

B là khối lượng của bình đong tiêu chuẩn bao gồm cả nắp và mẫu, g.

Kết quả là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm trên cùng mẫu thử.

H.5 Độ chính xác

Có thể chấp nhận kết quả thu được của hai lần thí nghiệm khác nhau trên cùng một mẫu tại cùng thời điểm bởi cùng một thí nghiệm viên khi sai số giữa hai lần thí nghiệm không vượt quá 0,019 g/l.

Có thể chấp nhận kết quả thu được của hai phòng thí nghiệm khác nhau khi cùng thí nghiệm một mẫu tại cùng thời điểm nếu sai số giữa hai kết quả thí nghiệm không vượt quá 0,034 g/l.

PHỤ LỤC K

BIỂU MẪU BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NHŨ TƯƠNG A XÍT

Để thiết kế được một bộ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh đòi hỏi phải có kết cấu của khuôn. Tùy theo yêu cầu sản phẩm thì sẽ có các kết cấu khuôn khác nhau như: Khuôn ép nhựa 2 tấm, khuôn ép nhựa 3 tấm…

Hiện nay, các sản phẩm bằng nhựa trong đời sống sinh hoạt hàng ngày, từ các vật dụng nhỏ như cốc uống nước, thau nhựa…đến các thiết bị y tế, linh kiện nội thất ô tô…đều được sản xuất từ công nghệ đúc ép nhựa mà ra.

Chính vì thế để thiết kế được một bộ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh đòi hỏi Kỹ sư thiết kế khuôn phải hiểu được kết cấu của khuôn ép nhựa qua đó sẽ đi vào gia công khuôn ép nhựa và sản xuất ra những sản phẩm bằng nhựa có chất lượng tốt nhất.

Yêu cầu kỹ thuật chung của khuôn ép nhựa:

Đầu tiên phải có có độ chính xác về hình dáng, kích thước, không bị cong vênh, có mỹ thuật, tính thẩm mỹ

Độ cứng của các chi tiết trong khuôn phải để đảm bảo khi vận hành, tất cả các bộ phận của khuôn không được biến dạng, không bị lệch khỏi vị trí khi phải chịu lực ép lớn

Chỉ tiêu về độ bóng của khuôn cũng phải được chú ý để đảm bảo độ sáng bóng của sản phẩm

Vật liệu dùng chế tạo khuôn không bị mài mòn, dễ gia công.

Kết cấu khuôn ép nhựa 2 tấm

Hình ảnh khuôn ép nhựa 2 tấm

Khuôn ép nhựa 2 tấm là loại khuôn ép nhựa có kết cấu đơn giản, có 1 mặt phân khuôn chia khuôn ra thành 2 phần là phần cố định và phần di động.

Để nhận biết về loại khuôn 2 tấm thì nhìn vào trạng thái lúc mở khuôn lấy sản phẩm ra ngoài sẽ thấy có mặt chia khuôn được mở ra và chia khuôn ra thành 2 phần riêng biệt là phần kênh dẫn và phần sản phẩm cùng nằm một phía.

Loại khuôn nhựa 2 tấm được sử dụng trong chế tạo các sản phẩm gia dụng đơn giản, thời gian thiết kế ngắn và gia công ngắn nhưng vẫn có độ chính xác cao để sớm đưa ra thị trường.

Ưu điểm của khuôn 2 tấm

Cấu trúc đơn giản hơn so với khuôn ép nhựa 3 tấm: thiết kế đơn giản nên kết cấu khuôn không đòi hỏi sự phức tạp

Giá thành rẻ hơn, vật liệu gia công ít, chu kỳ ép nhanh hơn

Dế lắp, dễ sửa chữa

Dễ lấy đuôi keo ra ngoài

Hạn chế của khuôn 2 tấm

Quá trình tự động hóa không cao vì không có hệ thống tự cắt đuôi keo nên cần phải thuê nhân công cắt đuôi keo. Chính vì thế không tối ưu trong việc sản xuất sản phẩm hàng loạt với số lượng lớn như khuôn 3 tấm

Khuôn ép nhựa 2 tấm cũng không dùng được trong việc gia công những sản phẩm đòi hỏi có độ phức tạp cao

Kết cấu của khuôn ép nhựa 3 tấm

Hình ảnh của khuôn ép nhựa 3 tấm

Khuôn ép nhựa 3 tấm là khuôn có kết cấu với 3 tấm chính: tấm cố định, tấm di động và tấm giữ đuôi keo. Khi mở khuôn có một khoảng hở để lấy sản phẩm ra và một khoảng hở để lấy đuôi keo ra ngoài

Đối với khuôn 3 tấm thì sản phẩm và đuôi keo luôn tự động tách rời khi sản phẩm và đuôi keo được lấy ra khỏi khuôn.

Ưu điểm của khuôn 3 tấm

Quá trình tự động hóa của khuôn 3 tấm cao hơn khuôn 2 tấm vì có thể tách đuôi keo tự động

Sản phẩm và phần đuôi keo sẽ tự động tách rời nhau sau khi mở khuôn.

Các sản phẩm phức tạp cần đến nhiều miệng phun thì luôn phải cần đến loại khuôn 3 tấm này

Hạn chế của khuôn 3 tấm

Chi phí đầu tư cho khuôn cao vì kết cấu khuôn phức tạp

Tuy là tự động hóa hơn so với khuôn 2 tấm nhưng vẫn phải cần có robot để lấy đuôi keo ra ngoài

Kênh dẫn kết cấu phức tạp nên vật liệu làm khuôn tốn, có nhiều nhựa thừa sau khi ép xong sản phẩm

Vì kết cầu khuôn phức tạp nên lắp ráp và bảo trì khuôn cũng sẽ phức tạp hơn

Khoảng cách giữa vòi phun đến các rãnh khuôn dài nên làm giảm áp lực phun dẫn đến tạo ra nhiều phễu liệu

Giá thành khuôn 3 tấm cao