Nghiên cứu thiết kế, chế tạo cánh trộn lắp trên máy trộn nhựa và phụ gia wetfix phục vụ công tác thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý nhựa đường đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠ KHÍ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NĂM 2017 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁNH TRỘN LẮP TRÊN MÁY TRỘN NHỰA VÀ PHỤ GIA WETFIX PHỤC VỤ CƠNG TÁC THÍ NGHIỆM CHỈ TIÊU CƠ LÝ NHỰA ĐƯỜNG Sinh viên thực Nguyễn Văn Đại Nguyễn Vũ Xuân Điệp Nguyễn Quang Hai Phan Lê Sơn Khưu Bảo Thanh Lớp:CGH54 Lớp:CGH54 Lớp:CGH54 Lớp:CGH54 Lớp:CGH55 Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Dũng Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 Khoa: Cơ Khí Khoa: Cơ Khí Khoa: Cơ Khí Khoa: Cơ Khí Khoa: Cơ Khí TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MƠN CƠ KHÍ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN NĂM 2017 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO CÁNH TRỘN LẮP TRÊN MÁY TRỘN NHỰA VÀ PHỤ GIA WETFIX PHỤC VỤ CƠNG TÁC THÍ NGHIỆM CHỈ TIÊU CƠ LÝ NHỰA ĐƯỜNG Sinh viên thực Nguyễn Văn Đại Nguyễn Vũ Xuân Điệp Nguyễn Quang Hai Phan Lê Sơn Khưu Bảo Thanh Lớp:CGH54 Lớp:CGH54 Lớp:CGH54 Lớp:CGH54 Lớp:CGH55 Khoa: Cơ Khí Khoa: Cơ Khí Khoa: Cơ Khí Khoa: Cơ Khí Khoa: Cơ Khí Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Dũng Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI PHÂN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu thiết kế, chế tạo cánh trộn lắp máy trộn nhựa đường phụ gia wetfix phục vụ công tác thí nghiệm tiêu lý nhựa đường - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Đại Năm thứ: Nguyễn Vũ Xuân Điệp Năm thứ: Nguyễn Quang Hai Năm thứ: 4 Phan Lê Sơn Năm thứ: Khưu Bảo Thanh Năm thứ: Lớp: CGH K54 Số năm đào tạo: Lớp: CGH K54 Số năm đào tạo: Lớp: CGH K54 Số năm đào tạo: Lớp: CGH K54 Số năm đào tạo: Lớp: CGH K55 Số năm đào tạo: Bộ mơn: Cơ Khí Bộ mơn: Cơ Khí Bộ mơn: Cơ Khí Bộ mơn: Cơ Khí Bộ mơn: Cơ Khí - Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Dũng; BM Cơ khí Mục tiêu đề tài: - Xác định hình dạng cánh trộn phù hợp cho máy trộn nhựa phịng thí ngiệm - Tính tốn thơng số làm việc như: góc nghiêng, tốc độ quay, mức độ gia nhiệt máy để đạt hiệu trộn thời gian ngắn đồng thời đảm bảo chất lượng trộn - Xây dựng Quy trình chế tạo mơ hình cánh trộn nhựa phịng thí nghiệm Tính sáng tạo: - Trên sở lý thuyết tính tốn q trình quấy trộn nhựa đường từ khảo sát để xác định thông số làm việc hợp lý - Từ thông số kỹ thuật, xây dựng vẽ để chế tạo cánh trộn Kết nghiên cứu: 01 báo cáo kết -Xây dựng hệ thống vẽ chế tạo - Chế tạo hệ cánh trộn lắp máy trộn nhựa Đóng góp mặt kinh tế - xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: - Đề tài góp phần nâng cao chất lượng trộn phụ gia vào nhựa đường phịng thí nghiệm giúp q trình đánh giá chất lượng mặt đường BTNN cánh xác, từ sản xuất hỗn hợp BTNN đáp ứng nhu cầu ngành giao thông - Đề tài góp phần giảm giá thành đầu tư thiết bị thí nghiệm, nâng cao lực phịng thí nghiệm nước Cơng bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ họ tên tác giả, nhan đề yếu tố xuất có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày 15 tháng 05 năm 2017 Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Nguyễn Văn Đại Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Ngày 15 tháng 05 năm 2017 Người hướng dẫn (ký, họ tên) Nguyễn Văn Dũng LỜI MỞ ĐẦU Tham gia NCKH hội để sinh viên vận dụng kiến thức vào việc giải vấn đề thực tế, qua nâng cao thêm trình độ, biết cách tiếp cận để giải công việc khoa học Với nhận thức đó, nhóm sinh viên gồm: Nguyễn Văn Đại Lớp:CGH54 Nguyễn Vũ Xuân Điệp Lớp:CGH54 Nguyễn Quang Hai Lớp:CGH54 Phan Lê Sơn Lớp:CGH54 Khưu Bảo Thanh Lớp:CGH55 tham gia đề tài NCKH: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo cánh trộn lắp máy trộn nhựa đường phụ gia wetfix phục vụ cơng tác thí nghiệm tiêu lý nhựa đường” Đề tài hoàn thành nhờ hướng dẫn nhiệt tình ThS.Nguyễn Văn Dũng nỗ lực nhóm nghiên cứu Kết đề tài gồm nội dung sau: - Nói tính cấp thiết đề tài - Nêu rõ tổng quan công nghệ thiết bị trộn nhựa đường vào phụ gia - Thiết kế tính tốn cánh trộn theo thông số máy trộn nhựa - Xây dựng vẽ cánh trộn - Lập quy trình chế tạo cánh trộn - Đánh giá chất lượng trộn thông qua thí nghiệm mẫu thử TP Hồ Chí Minh ngày 15/05/2017 Nhóm sinh viên thực MỤC LỤC MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI II ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU III MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU IV KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ TRỘN PHỤ GIA WETFIX VÀ NHỰA ĐƯỜNG Tổng quan công nghệ trộn phụ gia wetfix nhựa đường 1.1 Yêu cầu chất lượng bê tông nhựa 1.2 Mục đích trộn phụ gia wetfix 1.3 Quá trình trộn phụ gia vào nhựa đường Các thiết bị trộn giới 14 2.1Máy trộn nhựa đường TA – 381 30K (Nhật Bản) 14 2.2Máy trộn hỗn hợp bê tơng nhựa dung tích lớn Matest B027SP (Italy) 14 2.3Máy trộn nhựa XIECHENG GH series (Trung quốc) 15 2.4Máy trộn bê tông nhựa NKA – 102 (Nhật Bản) 16 2.5 Đánh giá thực trạng máy sử dụng 16 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN KẾT CẤU CÁNH TRỘN VÀ TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CỦA CÁC LOẠI CÁNH TRỘN ĐIỂN HÌNH 18 1.1 Máy trộn 18 1.1.1 Cấu tạo 18 1.1.2 Các thông số 19 1.2 Lựa chọn kết cấu cánh trộn 19 2.2.1 Cánh trộn chân vịt 19 2.2.2 Cánh khuấy dạng 20 2.2.3 Cánh khuấy dạng mỏ neo 21 2.3 Tính tốn cánh trộn điển hình 22 2.3.1 Cánh trộn dạng mỏ neo 22 2.3.2 Cánh trộn chân vịt 29 CHƯƠNG XÂY DỰNG QUY TRÌNH VÀ CHẾ TẠO CÁNH TRỘN 36 3.1 Xây dựng quy trình chế tạo cánh trộn dạng mỏ neo 36 3.1.1 Quy trình chế tạo thân cánh trộn 36 3.1.2 Quy trình chế tạo cánh trộn dạng mỏ neo 39 3.1.3 Quy trình hàn cánh vào trục 40 3.1.4 Kiểm tra 40 3.2 Xây dựng quy trình chế tạo cánh trộn dạng chân vịt 41 3.2.1 Quy trình chế tạo thân cánh trộn 41 3.2.2 Quy trình chế tạo cánh 43 3.2.3 Quy trình hàn cánh vào trục 44 3.2.4 Kiểm tra 45 CHƯƠNG IV: THÍ NGHIỆM KIỂM TRA MẪU THỬ NHỰA ĐƯỜNG ĐƯỢC TRỘN BẰNG BỘ CÁNH TRỘN CHẾ TẠO 46 4.1 Quá trình trộn phụ gia với nhựa: 46 4.2 Phương pháp thí nghiệm: 48 4.3 Ảnh hưởng phụ gia đến tiêu lý nhựa đường 60/70: 49 Kết luận: 54 Kiến nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện chất lượng Bê tơng nhựa nóng (BTNN) ngành giao thơng quan tâm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng mặt đường, đặc biệt tuyến đường có lưu lượng xe tải trọng lớn đường cao tốc, đường vào Cảng hàng hóa, sân bay, khu công nghiệp , tuyến đường thường bị bong tróc, rạn nứt, lún vệt hằn bánh xe Để tăng cường chất lượng BTNN trình sản xuất nhựa đường thường trộn thêm số phụ gia có phụ gia Wetfix để tăng tính bám dính nhựa đường cốt liệu Để đánh giá chất lượng BTNN trước mang ngồi cơng trường cần kiểm tra tiêu phịng thí nghiệm Việc trộn phụ gia Wetfix phịng thí nghiệm thực máy trộn nhựa chuyên dùng, thiết bị nhập ngoại với giá thành cao máy trộn nhựa hãng Infatec (Đức) có giá 700 triệu đồng, hãng mastec (Italia) có giá 600 triệu đồng phịng thí nghiệm nước tiến hành chế tạo thiết bị trộn nhựa nhằm chủ động thiết bị giảm giá thành đầu tư Tuy nhiên loại cánh trộn nhựa đường phụ gia wetfix chủ yếu chế tạo kinh nghiệm chưa có sơ sở khoa học tính tốn cần thiết nên đạt hiệu trộn chưa cao, ví dụ máy trộn nhựa phịng thí nghiệm Las XD 1398 công ty UCT2 việc trộn nhựa vào phụ gia Wetfix hay Lưu huỳnh chưa mang lại chất lượng yêu cầu, đề tài “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo cánh trộn lắp máy trộn nhựa đường phụ gia wetfix phục vụ cơng tác thí nghiệm tiêu lý nhựa đường” có tính cấp thiết tính thực tiễn cao II ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu chế tạo cánh trộn nhựa đường lắp máy trộn nhựa dùng để trộn phụ gia Wetfix phịng thí nghiệm Las XD 1398 công ty CP UCT2 III MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Xác định hình dạng cánh trộn phù hợp cho máy trộn nhựa phịng thí nghiệm - Tính tốn thơng số làm việc như: góc nghiêng, tốc độ quay, mức độ gia nhiệt máy để đạt hiệu trộn thời gian ngắn đồng thời đảm bảo chất lượng trộn - Xây dựng Quy trình chế tạo mơ hình cánh trộn nhựa phịng thí nghiệm IV KẾT CẤU CỦA ĐỀ TÀI Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo luận văn kết cấu gồm chương: Chương 1: Tổng quan công nghệ thiết bị trộn phụ gia wetfix nhựa đường Chương 2: Lựa chọn kết cấu cánh trộn tính tốn thơng số loại cánh trộn điển hình Chương 3: Xây dựng quy trình chế tạo cánh trộn Chương 4: Thí nghiệm kiểm tra mẫu thử nhựa đường trộn cánh trộn chế tạo CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VÀ THIẾT BỊ TRỘN PHỤ GIA WETFIX VÀ NHỰA ĐƯỜNG Tổng quan công nghệ trộn phụ gia wetfix nhựa đường 1.1 Yêu cầu chất lượng bê tông nhựa Nhiều ý kiến cho chất lượng mặt đường bê tơng nhựa nóng chưa đạt yêu cầu thực tế đòi hỏi Các tuyến đường có tầng mặt bê tơng nhựa nóng loại theo yêu cầu phải có thời gian sửa chữa vừa năm, sửa chữa lớn 15 năm Các tuyến đường có tầng mặt bê tơng nhựa loại theo u cầu phải có thời gian sửa chữa vừa năm, sửa chữa lớn 12 năm Đại đa số tuyến đường cao cấp thiết kế với tầng mặt bê tông nhựa loại (một hai lớp) Song nhiều tuyến đường sau thời gian sử dụng khơng dài (hai ba năm, chí ngắn hơn) phát sinh biến dạng, hư hỏng đến mức cần phải sửa chữa vừa lớn Hình 1.1 Hiện tượng nứt mỏi chất lượng bê tông nhựa Các hư hỏng gây tổn thất lớn cho kinh tế quốc dân: tốn chi phí sữa chữa, chất lượng khai thác giảm dẫn đến việc tăng chi phí vận chuyển, mặt khác cịn gây dư luận xấu xã hội công tác quản lý, thi cơng xây dựng đường Vì vậy, việc nghiên cứu, phân tích nguyên nhân gây hư hỏng tìm biện pháp cải thiện chất lượng mặt đường bê tơng nhựa nóng mộ cơng việc hữu ích cần thiết Do đặc thù địa lý nên đường giao thông nước ta trải dài qua vùng miền khác Khi thi công nhà thầu xây dựng phải tận dụng nguồn đá cấp phối gần công trường Thời gian qua, nguồn đá chất lượng cao, dính bám với nhựa tốt ngày trở 3.2 Xây dựng quy trình chế tạo cánh trộn dạng chân vịt 3.2.1 Quy trình chế tạo thân cánh trộn Bước 1: Chọn phơi Hình 3.12 Thanh phơi - u cầu Thép C45, chiều dài l=100mm, D=30mmn Bước 2: Tiện mặt đầu, khoan tâm, tiện ngồi - - Hình 3.13 Sơ đồ gia cơng tiện mặt đầu, khoan tâm, tiện ngồi Chế độ gia công Tiện mặt đầu: Chiều sâu cắt: t = (mm), Lượng chạy dao:S = 0,15 (mm/v), tốc độ máy: nmáy=180(v/p), tốc độ cắt: V=60(m/p) Khoan lỗ tâm: n = 360(v/p) Tiện làm chuẩn: Chiều sâu cắt: t = 2(mm), Lượng chạy dao: S= 0,15(mm/v), tốc độ máy: nmáy=230(v/p), tốc độ cắt: V= 80(m/p) Dụng cụ thiết bị: Máy tiện Takisawa TSL800, dao đầu cong gắn T15K6, Mũi khoan tâm tiêu chuẩn, dao vai gắn T15K6 Hình 3.14 Máy tiện Takisawa TSL800 - Yêu cầu: Độ song song hai mặt đầu Độ vng góc mặt đầu trục Tiện thơ với cấp xác – Bước 3: Tiện mặt đầu, tiện ngồi 41 Hình 3.15 Các loại dao tiện T15K6 Hình 3.16 Sơ đồ tiện mặt đầu, tiện ngồi Chế độ gia công Tiện mặt đầu: Chiều sâu cắt: t = (mm), Lượng chạy dao:S = 0,15 (mm/v), tốc độ máy: nmáy=180(v/p), tốc độ cắt:V=60(m/p) Tiện làm chuẩn: Chiều sâu cắt: t = 2(mm), Lượng chạy dao: S= 0,15(mm/v), tốc độ máy: nmáy=230(v/p), tốc độ cắt: V = 80(m/p) - Dụng cụ thiết bị: Takisawa TSL800, dao đầu cong gắn T15K6, dao vai gắn T15K6 - u cầu: Tiện thơ với cấp xác – Tiện tinh với cấp xác – độ bóng 6  7 Bước 4: Tiện mặt đầu, tiện ngoài, khoan, doa lỗ cắt - - Hình 3.17 Sơ đồ gia cơng tiện mặt đầu, tiện ngoài, khoan, doa lỗ cắt Chế độ gia công Tiện mặt đầu: Chiều sâu cắt: t = 0,5 (mm), lượng chạy dao: S = 0,15 (mm/v), tốc độ quay: nmáy = 180(v/p), tốc độ cắt: V=60(m/p) Tiện tinh trụ đạt: đường kính: D = 25mm; Chiều sâu cắt: t = 1(mm), lượng chạy dao: S = 0,15(mm/v), tốc độ máy: nmáy=230(v/p), tốc độ cắt: V = 80(m/p) Khoan lỗ tâm: Đường kính Ø=15,2mm, chiều sâu cần khoan: l = 16mm, tốc độ quay: n = 460(v/p), Lượng chạy dao: S = tiến dùng tay Doa: Đường kính cần đạt Ø=15mm, chiều sâu cần doa: l = 16mm, chiều sâu cắt: t = 0,1mm, lượng chạy dao: S = 0,1mm/v, tốc độ cắt V=5m/p 42 Cắt: chiều dài cắt: l = 15mm, ), lượng chạy dao: S = 0,15(mm/v), tốc độ máy: nmáy=230(v/p), tốc độ cắt: V = 80(m/p) - Dụng cụ thiết bị: Takisawa TSL800, dao đầu cong gắn T15K6, Mũi khoan doa tâm tiêu chuẩn, dao vai gắn T15K6 - Yêu cầu: Tiện tinh với cấp xác – độ bóng 6  7 Bước 5: Taro ren M16 n S1 Hình 3.18 Sơ đồ gia cơng tạo ren Chế độ gia công Taro ren M16x1(mm), Tốc độ cắt: V=1(m/p), lượng chạy dao: S= 0,12(mm/v), n=30(v/p) - Dụng cụ thiết bị: Mũi taro ren hệ mét M16, cờ lê vặn taro cán chữ T cờ lê vặn taro điều chỉnh Dung dịch làm nguội taro Bước 6: Tổng kiểm tra: - Sau chế tạo trục phải đảm bảo độ xác yêu cầu dung sai 3.2.2 Quy trình chế tạo cánh Bước 1: Chọn phơi - D H B Hình 3.19 Phôi thép - Yêu cầu: thép tấm, chiều dài B = 400mm, chiều rộng H = 300mm, chiều dày D = 5mm đảm bảo độ cứng 43 Bước 2: Đánh dấu - Dùng bìa catton, vẽ biên dạng cánh lên bìa theo kích thước tính - Cắt bìa theo biên dạng vẽ sau đặt bìa lên thép vẽ lại biên dạng lên thép Bước 3: Cắt cánh theo biên dạng H B - Hình 3.20 Đánh dấu biên dạng lên thép Dụng cụ thiết bị: Đèn khò NA-176, Máy cát sắt hitachi CC14ST, Máy cắt tay, Máy mài 100mm Bosch GWS060(670W) Hình 3.21 Các loại máy cắt máy mài - Yêu cầu: Cắt cánh theo biên dạng với độ xác – độ bóng 7  8 3.2.3 Quy trình hàn cánh vào trục Muốn hàn cánh xoắn vào trục ta phải định vị điểm cần hàn trục Do cánh chân vịt cánh nên cánh cách góc 1200 Ta dùng thước chia độ đánh đâu tất điểm cần hàn lên trục - Góc nghiêng cánh 220 22° Hình 3.22 Các vị trí đánh dấu Sau đặt cánh lên vị trí đánh dấu hàn giữ tạm thời cánh lên trục Tiếp theo hàn cố định cánh vào trục 44 - - Hình 3.23 Sơ đồ hàn cánh vào thân cánh Yêu cầu Đảm bảo độ chắn trục cánh Mối hàn không bị khuyết tật Dụng cụ thiết bị Máy hàn MIG Furmak 250S – IGBT PHA Hình 3.24 Máy hàn 3.2.4 Kiểm tra Độ đồng cánh với Đảm bảo khoảng cách cánh với 1200 để khơng bị rung q trình quay Độ đồng tâm cánh 3.4 Kết luận - Xây dựng quy trình chế tạo cánh trộn chân vịt cánh trộn mỏ neo - Chế tạo thành công cánh trộn chân vịt cánh trộn mỏ neo Hình 3.25 Cánh trộn mỏ neo Hình 3.26 Cánh trộn chân vịt 45 CHƯƠNG IV: THÍ NGHIỆM KIỂM TRA MẪU THỬ NHỰA ĐƯỜNG ĐƯỢC TRỘN BẰNG BỘ CÁNH TRỘN CHẾ TẠO Để đánh giá chất lượng nhựa đường trộn cánh trộn chế tạo nhóm tác giá chọn kiểm tra theo phương pháp quan sát trực quan kiểm tra độ bám dính tiêu lý theo phương pháp thí nghiệm mẫu, phạm vi đề tài nhóm tác giả chưa thể kiểm tra độ đồng phương pháp đo qua kính hiển vi quang học 4.1 Quá trình trộn phụ gia với nhựa: Khi đạt tới nhiệt độ thích hợp khuấy trộn với tốc độ cao, phân tử phụ gia wexfit nhanh chóng tham gia vào cấu trúc phân tử dạng mạch nhánh nhựa đường làm thay đổi tính chất chúng Để đảm bảo phân bố đồng phụ gia trình trộn, ta phải dùng khối lượng nhựa đường 60/70 tối thiểu cho lần trộn 2kg, trình trộn thể qua Hình 4.1 bước trộn cụ thể sau : Bước 1: Nhựa 60/70 gia nhiệt tủ sấy từ 1÷1,5h; nhiệt độ tủ sấy đặt 160oC÷170oC Bước 2: Cân khối lượng nhựa 60/70 sau gia nhiệt cân điện tử có độ xác 0,1g Bước 3: Tính tốn cân khối lượng phụ gia theo khối lượng nhựa thay đổi từ 2, 3, 4, 5, 7% Bước 4: Đưa hỗn hợp nhựa+phụ gia vào hệ thống tiến hành trộn: - Nhựa 60/70 sau cân đưa vào hệ thống thiết bị khuấy-gia nhiệt - Đặt nhiệt độ gia nhiệt 185oC cho máy trộn; đo nhiệt độ thực nhựa 60/70 cách đưa nhiệt kế vào mẫu trộn - Cài đặt tốc độ khuấy ban đầu 1000 vịng/phút, sau khoảng 5÷10 phút tăng dần lên 3000 vịng/phút - Khi nhiệt độ nhựa 60/70 đạt 175oC÷180oC tắt gia nhiệt, tăng tốc độ vịng khuấy lên 3600 vòng/phút, để thiết bị hoạt động vòng 05 phút để ổn định nhiệt - Bắt đầu cho từ từ phụ gia vào thiết bị để trộn chung với nhựa, giữ tốc độ từ 3600÷3800 vịng/phút 05 phút - Tăng tốc độ khuấy lên 3800÷4000 vịng/phút khoảng 30 phút kết thúc q trình trộn, tắt thiết bị đổ mẫu vào lon chứa Ghi chú: Việc tăng % phụ gia vào hỗn hợp đồng nghĩa với việc thời gian trộn mẫu bước trước kết thúc trình trộn lâu 46 Cân nhựa (tối thiểu 2kg) Sấy nhựa Cho nhựa vào máy khuấy có hệ thống gia nhiệt Cài đặt số vòng quay Cân phụ gia Cho phụ gia vào nhựa Đậy nắp ký hiệu mẫu Đổ vào lon chứa Hình 4.1 Quá trình trộn nhựa với phụ gia wetfix Sau tiến hành trộn nhựa đường với phụ gia wetfix phụ gia lưu huỳnh quan sát mẫu trộn 47 a) Lưu huỳnh trộn cánh trộn củ b) Lưu huỳnh trộn cánh trộn chế tạo Hình 4.2 Hình ảnh trộn nhựa đường phụ gia Quan sát mẫu trộn sau thời gian trộn nhận thấy mẫu trộn cánh trộn cũ sau thời gian 10h hỗn hợp lưu huỳnh wetfix có dấu hiệu lên mặt nhựa, mẫu trộn cánh trộn lượng phụ gia lên hẳn Sau đem mẫu nhựa tạo mẫu để kiểm tra tiêu lý 4.2 Phương pháp thí nghiệm: Để đánh giá xác mức độ ảnh hưởng Phụ gia đến đặc tính kỹ thuật hỗn hợp BTN việc chế tạo mẫu cách cẩn thận, tiến hành thí nghiệm cần ý tới điều kiện thời gian bảo dưỡng, thời gian thí nghiệm điều kiện nhiệt độ Yếu tố xác nhiệt độ ảnh hưởng nhiều tới độ xác kết thí nghiệm Các tiêu lý hỗn hợp BTN đánh giá bao gồm: khối lượng thể tích BTN, độ rỗng dư, độ rỗng khung cốt liệu Các đặc tính kỹ thuật hỗn hợp BTN có xét đến ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ bao gồm: độ ổn định độ dẻo Marshall, cường độ chịu kéo ép chẻ hỗn hợp, trị số module đàn hồi độ lún tác dụng tải trọng bánh xe Hình 4.3 Mẫu trang thiết bị thí nghiệm kiểm tra độ ổn định độ Marshall (60oC, 40 phút) 48 4.3 Ảnh hưởng phụ gia đến tiêu lý nhựa đường 60/70: Như nói lượng nhỏ wetfix lưu huỳnh vừa đủ làm biến tính nhựa thơng thường làm cải thiện đặc tính kỹ thuật Ngồi ra, u cầu nhiệt độ cao (hệ thống gia nhiệt cao) trang thiết bị khuấy trộn (tốc độ quay phải đủ lớn) yếu tố quan trọng định tới tính chất hỗn hợp nhựa polime Tỷ lệ lựa chọn nghiên cứu 2, 3, 4, ,5 7% để đánh giá ảnh hưởng phụ gia đến tiêu lý nhựa đường 60/70 Nhựa đường 60/70 sử dụng nghiên cứu nhựa ADCO; loại nhựa đường sử dụng phổ biến Việt Nam Thí nghiệm tiêu lý mẫu thử theo Thơng tư số 27/2014/TT-BGTVT [9] thực phịng LAS-XD 1398 với thiết bị đại thể Hình 4.4 kết thí nghiệm thể Bảng 4.1 Bảng 4.1 Các tiêu lý nhựa đường 60/70 Kết thí nghiệm STT Chỉ tiêu Mẫu Mẫu (Cánh trộn cũ) (Cánh chân vịt) Mẫu (Cánh mỏ neo) Độ kim lún (0.1mm) 62.7 63.1 62.7 Chỉ số độ kim lún PI -1.2 -1.2 -1.2 o Nhiệt độ hóa mềm ( C) 48.3 50.7 49.4 Độ dính bám (cấp) Độ kéo dài (mm) >110 >110 >110 231.86 233.26 232.97 1.52 1.52 1.52 > 300 > 300 > 300 99.85 99.85 99.85 1.036 1.036 1.036 o Độ nhớt động lực 60 C (Pa.s) Hàm lượng paraphin o Nhiệt độ bắt lửa ( C) Độ hòa tan Tricloroetylene 10 Khối lượng riêng 250C 49 Thiết bị đo độ kim lún tự động có hệ Thiết bị đo nhiệt độ hóa mềm tự động thống gia nhiệt Thiết bị đo độ nhớt Brookfield Hình 4.4 Những thiết bị Thí nghiệm phòng LAS-XD 1398 Chỉ tiêu quan tâm độ kim lún để đánh giá tính quánh nhựa đường polime Kết giá trị kim lún (đơn vị 0.1mm) thí nghiệm theo TCVN 7495-2005 [10] thể Hình 4.5, Hình 4.6 Hình 4.7 Kết cho thấy độ kim lún giảm tăng hàm lượng phụ gia, điều chứng tỏ hàm lượng phụ gia tăng lên hỗn hợp nhựa có xu hướng cứng Trị số nhiệt độ hóa mềm (đơn vị oC) nhựa đường thí nghiệm theo TCVN 74972005 [11] nhằm xác định khoảng biến đổi nhiệt độ nhựa đường chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái lỏng Kết Hình 2.9, Hình 2.10 Hình 2.11 cho thấy nhiệt độ hóa mềm tăng theo hàm lượng phụ gia, thay đổi từ 54oC đến 94,2oC 50 Độ đàn hồi (đơn vị %) nhựa đường tỷ số biến dạng hồi phục sau mẫu kéo dài với chiều dài quy định Độ đàn hồi phụ thuộc vào nhiệt độ thành phần nhóm nhựa đường, nhiệt độ tăng độ đàn hồi tăng ngược lại Chỉ tiêu tiến hành thí nghiệm theo TCN 319-04 [12], kết thể Hình 4.6, Hình 4.7 Hình 4.8 Thí nghiệm xác định độ nhớt (đơn vị Pa.s) 135oC nhớt kế Brookfield thí nghiệm theo TCVN 7502-2005 [13] Kết thí nghiệm thể Hình 4.6 cho thấy hàm lượng Phụ gia tăng lên làm cho nhựa có độ nhớt cao hơn, điều đồng nghĩa với việc phải gia công nhựa nhiệt độ cao Độ ổn định lưu trữ (đơn vị oC) nhằm đánh giá tương thích hai pha (nhựa đường phụ gia) Chỉ tiêu thực theo TCN 319-04 [14], kết thí nghiệm thể Bảng 2.3 Kết cho ta thấy tách pha rõ rệt hàm lượng 7% Cuối cùng, liên kết nhựa đường với bề mặt cốt liệu có liên quan đến q trình thay đổi lý hóa hai chất tiếp xúc với Sự liên kết thực thí nghiệm kiểm tra độ dính bám nhựa đá theo TCVN 7504-2005 [15] kết thí nghiệm cho thấy nhựa có hàm lượng Phụ gia cho kết cấp độ IV hay V Phụ gia tăng khả dính bám nhựa với đá cải thiện Kết thí nghiệm thể Bảng 4.2 Bảng 4.2 Kết Thí nghiệm độ dính bám nhựa với đá Loại nhựa Cấp độ bán dính Cánh trộn cũ Cánh chân vịt Cánh mỏ neo 60/70 III III III 60/70 + 2% Phụ gia IV V IV 60/70 + 3% Phụ gia IV V V 60/70 + 4% Phụ gia V VI V 60/70 + 5% Phụ gia V VI V 60/70 +7% Phụ gia V VI V 51 100.0 90.0 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 2% Độ kim lún 3% 4% Nhiệt độ hóa mềm 5% Độ đàn hồi 7% Độ nhớt Hình 4.5 Giá trị kim lún, độ nhớt, nhiệt độ hóa mềm độ đàn hồi nhựa 60/70 với cánh trộn chân vịt 100.0 90.0 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 2% Độ kim lún 3% 4% Nhiệt độ hóa mềm 5% Độ đàn hồi 7% Độ nhớt Hình 4.6 Giá trị kim lún, độ nhớt, nhiệt độ hóa mềm độ đàn hồi nhựa 60/70 với Cánh trộn cũ 52 100.0 90.0 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0 2% Độ kim lún 3% 4% Nhiệt độ hóa mềm 5% Độ đàn hồi 7% Độ nhớt Hình 4.7 Giá trị kim lún, độ nhớt, nhiệt độ hóa mềm độ đàn hồi nhựa 60/70 với Cánh trộn mỏ neo Bảng 4.3 Độ ổn định lưu trữ sau nung 163oC 48 Nhựa 60/70 %Phụ gia Loại Cánh trộn Cánh chân vịt Cánh mỏ neo Kết thí nghiệm (oC) Phần Phần P Pdưới 62.0 62.1 60.1 59.8 66.3 65.4 65.7 65.1 70.1 66.9 69.4 67.2 92.7 70.6 89.8 68.5 >100 73.2 >100 72.9 Cánh trộn cũ P 58.9 65.8 71.3 88.5 >100 P 58.6 64.2 68.2 69.8 71.6 Nhận xét: Từ tiêu lý độ dích bám, nhiệt độ hóa mềm, độ dàn hồi độ nhớt mẫu thử từ cánh trộn khác nhau, mẫu từ cánh trộn cũ, mẫu từ cánh trộn chân vịt, mẫu từ cánh trộn mỏ neo Thông qua việc đánh giá chất lượng mẫu thử BTNN cho việc sử dụng cánh trộn dạng chân vịt bước đầu cải thiện tiêu độ bám dính, nhiệt hóa mềm, độ kim lún, độ đàn hồi độ nhớt 53 V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: - Thông qua việc nghiên cứu biện pháp để tăng độ dính bám tăng khả kháng lún BTNN đề tài khái quát đặt tính phụ gia wetfix cơng nghệ trộn phụ gia vào nhựa đường - Tổng quan nghiên cứu tính loại máy trộn giới đánh giá thực trạng máy phịng thí nghiệm Las XD1398 - Đề tài nghiên cứu thơng số ảnh hưởng đến q trình trộn nhựa với loại cánh trộn từ lý thuyết tính tốn đề tài xác định kích thước số dạng cánh trộn - Đề tài lập quy trình chế tạo tiến hành chế tạo dạng cánh trộn tính tốn - Thơng qua việc thí nghiệm mẫu thử BTNN trộn trừ cánh trộn chế tạo, đề tài kết luận cánh trộn dạng chân vịt cho sản phẩm trộn có tiêu lý tốt Kiến nghị - Trong phạm vi nghiên cứu nhóm tác giả chưa đề cập đến số dạng cánh trộn khác để trộn thêm nhiều loại phụ gia khác đặc biệt phụ gia SBS - Cần tiếp tục nghiên cứu phương pháp đánh giá trực quan chi tiết trình trộn phụ gia vào nhựa đường ví dụ phương pháp quan sát kính hiển vi điện tử - Thiết bị trộn nhựa cần tiếp tục cải tiến để trộn phụ gia SBS 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Trần Quang Qúy, TS Nguyễn Văn Vịnh, TS Nguyễn Bính Máy thiết bị sản xuất vật liệu xây dựng, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải năm 2001 [2] TS Nguyễn Thiệu Xuân, PGS.TS Trần Văn Tuấn, KS Nguyễn Thị Thanh Mơ, ThS Nguyễn Kiếm Anh Máy sản xuất vật liệu cấu kiện xây dựng, Nhà xuất Xây Dựng năm 2000 [3] Catalog bảng hệ thống cánh khuấy trộn – Công ty TNHH TM Kỹ Thuật Á Âu [4] Nguyễn Văn May Máy, Quạt, Khí Nén, Nhà xuất Khoa Học Kĩ Thuật năm 1997 [5] Trương Nguyễn Trung, Trương Phương Anh Kĩ thuật chế tạo máy, Nhà xuất Giao Thông Vận Tải năm 2012 [6] GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt Sổ tay công nghệ chế tạo máy, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật năm 2007 [7] PGS Trần Đắc Dịch Sổ tay Atlas đồ gá, Nhà xuất Khoa học Kĩ thuật năm 2001 [8] Nguyễn Xuân Lựu, Lương Xuân Bính, Phạm Văn Dịch… Bài tập Sức bền vật liệu, Nhà xuất Giao thông Vận tải năm 2011 [9] Thông tư số 27/2014/TT-BGTVT Bộ Giao thông vận tải [10] Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 7495-2005 [11] Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 7497-2005 [12] Tiêu chuẩn nghành 319-04 [13] Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 7502-2005 [14] Tiêu chuẩn ngành 319-04 [15] Tiêu chuẩn Việt Nam ,TCVN 7504-2005 55