Nghiên cứu sản xuất nhựa đường pha lốp xe phế thải nhằm nâng cao chất lượng mặt đường, giảm giá thành đồng thời giảm ô nhiễm môi trường (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NHỰA ĐƯỜNG PHA LỐP XE PHẾ THẢI NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MẶT ĐƯỜNG, GIẢM GIÁ THÀNH ĐỒNG THỜI GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Mã số: Đ2015-02-141 Chủ nhiệm đề tài: GVC TS LÊ THỊ NHƯ Ý Đà Nẵng, 09/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NHỰA ĐƯỜNG PHA LỐP XE PHẾ THẢI NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MẶT ĐƯỜNG, GIẢM GIÁ THÀNH ĐỒNG THỜI GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Mã số: Đ2015-02-141 Xác nhận quan chủ trì đề tài (ký, họ tên, đóng dấu) Đà Nẵng, 09/2016 Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) TÀI LIỆU THAM KHẢO Tổng quan nhựa đường, Tài liệu kỹ thuật nhựa đường Shell Singapore Krzysztof Blazejowski, Jacek Olszacki, Hubert Peciakowski, BITUMEN HANDBOOK, Orlen Asfalt, 2014 Các loại nhựa đường cải tiến, Tài liệu kỹ thuật nhựa đường Shell Singapore Laurence Latta, Jr., John B Leonard, Jr., High strength modified asphalt paving composition, Patent US 4234346 A, 1980 Yasuo Nakai, Akihiro Tanaka, Card connector, Patent EP 1600879 B1, 2010 Downes, M J W., Koole, R C., Mulder, E A and Graham, W E., Some Proven New Binders and their cost Effectiveness, Proceedings of the 7th Australian Asphalt Pavement Association, August, 1988 Davide Lo Presti, Recycled Tyre Rubber Modified Bitumens for road asphalt mixtures: A literature review, Construction and Building Materials, 49 (2013), p863 – 881 Tiêu chuẩn quốc gia nhựa đường TCVN 7493:2005, Bitum yêu cầu kỹ thuật, 2008 Quyết định số 44/2006/Q§-BGTVT v/v Ban hành Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 356-06 "Quy trình cơng nghệ thi công nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa sử dụng nhựa đường polime", 19/12/2006 10 Yvonne Becker, Maryro P Méndez and Yajaira Rodríguez, Polymer modified asphalt, VISION TECNOLOGICA, VOL Nº 1, 2001, 39-50 11 Akiyoshi Hanyu, Sadaharu Ueno, Atsushi Kasahara, and Kazuo Saito, Effect of the morphology of SBS modified asphalt on mechanical properties of binder and mixture, Journal of Eastern Asia Society for Transportation Studies, Vol.6, p.1153-1167, 2005 12 Baha Vural Kök, Mehmet Yilmaz, and Murat Guler, Evaluation of high temperature performance of SBS and Glisonite modified binder, Journal of Fuel, Vol.6, pp.309330998, 2011 13 Ali Khodaii, and Amir Mehrara, Evaluation of permanent deformation of unmodified and SBS Modified asphalt mixtures using dynamic creep test, Journal of Construction and Building Materials, Vol.23, pp.2586-2592, 2009 14 Nguyễn Mạnh Tuấn, Trần Phong Thái, Trần Ngọc Huấn, Ảnh huởng StyreneButadiene-Styrene đến tiêu kỹ thuật nhựa đường 60/70, Tạp chí Giao thơng vận tải, p18-20, 07/2014 15 ASTM D6114/D6114M s.l.: American Society for Testing and Materials; 2009 Standard Specification for Asphalt-Rubber Binder 16 Nguyễn Dân, Qui hoạch thực nghiệm, Giáo trình lên mạng, Khoa hóa, trường Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng 17 TCVN 4198:2014 Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố 18 TCVN 7495-2005: Bitum – Phương pháp xác định độ kim lún, Bộ Khoa học Công nghệ, 2005 19 TCVN 7497-2005: Bitum – Phương pháp xác định điểm hóa mềm, Bộ Khoa học Công nghệ, 2005 20 TCVN 7502-2005: Bitum – Phương pháp xác định độ nhớt động, Bộ Khoa học Công nghệ, 2005 21 Tiêu chuẩn 22 TCN 319-04: Tiêu chuẩn vật liệu nhựa đường Polime – Yêu cầu kỹ thuật phương pháp xác định, Bộ Giao thông vận tải, 2004 22 TCVN 7504-2005: Bitum – Phương pháp xác định độ bám dính với đá, Bộ Khoa Học Công nghệ, 2005 23 Soon-Jae Lee, Chandra K Akisetty, Serji N Amirkhanian The effect of crumb rubber modifier (CRM) on the performance properties of rubberized binders in HMA pavements ScienceDirect Construction and Building Materials 22 (2008) 1368–1376 24 Manual of “Stabilizing construction method”, In-place stabilization, in-place recycling of base course, SAKAI Heavy Industries, 2010 25 Serji N Amirkhanian, Utilization of Crumb Rubber in Asphaltic Concrete Mixtures – South Carolina’s Experience, , Report 2001 26 Serji Amirkhanian and Kelly Sockwell, Development of Polymerized Asphalt Rubber Pelleted Binder for HMA Mixtures, Phoenix Industries, LLC, 4775 E Cheyenne Ave Las Vegas, NV 89115 27 Adão Francisco de Almeida Júnior, Rosane Aparecida Battistelle, Barbara Stolte Bezerra, Rosani de Castro, Use of scrap tire rubber in place of SBS in modified asphalt as an environmentally correct alternative for Brazil, Journal of Cleaner Production 33 (2012) 236-238 MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài nƣớc a Ngoài nƣớc Giáo sư Serji Amirkhanian, đồng Giám đốc Tổ chức Sáng kiến tái chế Sản phẩm cao su quốc tế (IR2PI) Đại học Nevada, Las Vegas (UNLV), Giám đốc Viện nghiên cứu phát triển công nghiệp Phoenix, Las Vegas nghiên cứu nhựa đường cao su (Rubberized Asphalt) thử nghiệm bang Arizona Mỹ Sau đó, ơng có nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng nhựa đường cao su nhiều bang khác nước Mỹ từ năm 2001 b Trong nƣớc Ngày 17/11/2014, Cty CP Công nghệ OTP FLC Việt Nam tổ chức Lễ ký kết Hợp đồng hợp tác dự án Nhựa đường cao su hóa (Rubberized Asphalt) với giáo sư Serji Armakhanian Ngày 16/3/2015, Cty tổ chức buổi “Tọa đàm ứng dụng công nghệ nhựa đường cao su hóa Việt Nam” Do vậy, việc sử dụng nhựa đường Polimer (PMB) nhập xem giải pháp để kháng lún cho đường Việt Nam Đồng nghĩa với việc chưa có cơng trình nghiên cứu thuộc lĩnh vực nghiên cứu đề tài Tính cấp thiết đề tài Thời gian gần đây, QL1 Việt Nam số tuyến đường khác xảy tình trạng nhiều điểm hư hỏng nặng, đặc biệt tượng hằn lún vệt bánh xe thời tiết nắng nóng, gây ATGT ảnh hưởng nghiêm trọng đến lưu thông phương tiện Trong chất lượng nhựa đường nhập chưa kiểm soát được, nhựa polymer loại nhựa cường độ cao lại có giá thành cao, giải pháp nghiên cứu pha trộn vụn cao su từ lốp xe phế thải vào nhựa đường cho hiệu cao chất lượng, kinh tế môi trường: Ngoài việc tăng cao chất lượng nhựa đường, giảm giá thành so với loại nhựa đường cao cấp giải vấn đề nhiễm mơi trường cách tái sử dụng vỏ lốp xe cũ để làm nguyên liệu công nghệ Đây điểm mấu chốt đề tài nghiên cứu thực trạng nước ta nay, phần lớn lốp xe cũ tái sử dụng nhiều hình thức, chủ yếu sản phẩm thủ công dây cao su, đế dép, hay vật dụng khác, đặc biệt nhóm đồ sử dụng xây dựng (làng Hòa Bình, xã Nghĩa Hòa, huyện Tư Nghĩa, Quảng Ngãi) Giao thông phát triển, lốp ô tô cũ nhiều, nghề phát triển Tuy nhiên giá phải trả cao, số người làm nghề mắc bệnh đường hô hấp, viêm phổi, ung thư da ngày nhiều Mục tiêu đề tài Nghiên cứu sản xuất nhựa đường pha lốp xe phế thải nhằm nâng cao chất lượng mặt đường, giảm giá thành đồng thời giảm ô nhiễm môi trường Cách tiếp cận, phƣơng pháp nghiên cứu a Cách tiếp cận Nhựa đường Polimer (PMB) nhập loại nhựa đường cao cấp Cơng ty Nhựa Đường Petrolimex với tính ưu việt, sử dụng xây dựng đường sá, sân bay ứng dụng công trình giao thơng khác Đây loại nhựa đường cải thiện polymer dẻo nhiệt Styrene – Butadien – Styrene (SBS) nhiên giá thành đắt Trên sở xác định tính chất nhựa đường nguyên liệu, dựa tiêu kỹ thuật yêu cầu chất lượng hỗn hợp nhựa đường PMB I thực tế, tiến hành phối trộn nhựa đường nguyên liệu với vụn cao su từ lốp xe phế thải với tỉ lệ kích cỡ khác nhiệt độ gia cơng khác Từ xây dựng mơ hình thực nghiệm, lập giải tốn qui hoạch thực nghiệm nhằm xác định giá trị tối ưu yếu tố ảnh hưởng b Phƣơng pháp nghiên cứu - Áp dụng phương pháp vật lý như: o phương pháp chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét để (SEM) để khảo sát cấu trúc, hình thái bề mặt mẫu hạt vụn cao su o phương pháp chụp ảnh kính hiển vi quang học để khảo sát cấu trúc, phân bố thành phần hỗn hợp nhựa đường nhiệt độ phối trộn khác nhau, với tỉ lệ sử dụng kích cỡ hạt khác vụn cao su từ lốp xe phế thải o phương pháp đo độ kim lún (theo TCVN 7495:2005/ASTM D 5-97), điểm hóa mềm (theo TCVN 7497:2005/ASTM D 36-00), độ nhớt động học (theo TCVN 7502:2005/ASTM D 2170 - 01a), độ đàn hồi (theo 22 TCN 319-04/ASTM D6084) độ bám dính với đá (theo TCVN 7504 : 2005) hỗn hợp nhựa đường - Áp dụng phương pháp toán học để giải tốn phốí trộn tối ưu cho hỗn hợp nhựa đường pha vụn cao su từ lốp xe phế thải đáp ứng tính kỹ thuật yêu cầu Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu a Đối tƣợng nghiên cứu - Nhựa đường 60/70 (do Chi nhánh Nhựa Đường Đà Nẵng cung cấp) - Vụn cao su từ lốp xe phế thải nhà máy cao su TP Đà Nẵng - Tỉ lệ phối trộn cao su/nhựa đường với kích cỡ hạt tối ưu nhiệt độ gia cơng thích hợp để hỗn hợp nhựa đường pha lốp xe phế thải thỏa mãn tính kỹ thuật yêu cầu so với nhựa đường polymer PMB I b Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu chế tạo hỗn hợp nhựa đường đáp ứng yêu cầu kỹ thuật qua việc giải toán phối trộn nhựa đường sản phẩm Chi nhánh Nhựa Đường Đà Nẵng với vụn cao su từ nguồn lốp xe phế thải nhà máy cao su Đà Nẵng Nội dung nghiên cứu tiến độ thực a Nội dung nghiên cứu Tổng quan tình hình nghiên cứu sản xuất loại nhựa đường truyền thống nhựa đường có pha phụ gia cải tiến Lựa chọn loại nhựa đường vụn cao su phù hợp Xây dựng toán qui hoạch thực nghiệm nhằm xác định nhiệt độ phối trộn, kích cỡ hạt vụn cao su tỉ lệ phối trộn tối ưu vào nhựa đường để hỗn hợp nhựa đường pha vụn cao su thỏa mãn tính kỹ thuật yêu cầu b Tiến độ thực Các nội dung, công việc STT thực Sản phẩm Thời gian Người thực Tổng quan tình hình nghiên cứu sản xuất 01/10/15 – loại nhựa đường truyền 15/11/15 Lê Thị Như Ý thống có phụ gia cải tiến Các số liệu độ Xác định tính chất lún kim, điểm hóa 16/11/15 – Nguyễn Thị nhựa đường 60/70 mềm, độ nhớt động 31/01/16 Diệu Hằng học, độ đàn hồi Xử lý sơ lốp xe phế thải Kích cỡ mảnh lốp 01/02/16 – xe phế thải phù hợp 29/02/16 Xác định nhiệt độ phối trộn, Nhiệt độ phối trộn, kích cỡ vụn cao su từ lốp xe kích cỡ vụn cao su phế thải phù hợp tỉ lệ phối phù hợp tỉ lệ trộn tối ưu phối trộn tối ưu Lê Thị Như Ý 01/03/16 - Lê Thị Như Ý 31/07/16 Đánh giá ảnh Khảo sát cấu trúc hưởng lượng, khả liên kết kích cỡ hạt vụn cao thành phần mẫu su nhiệt độ phối hỗn hợp nhựa đường trộn đến chất lượng 01/08/16 Lê Thị Như Ý - Nguyễn Thị 15/08/16 Diệu Hằng nhựa đường Viết báo cáo tổng kết Hoàn thành báo 16/08/16 cáo – 15/09/16 Lê Thị Như Ý CHƢƠNG 1.1 1.2 1.3 TỔNG QUAN Tổng quan nhựa đƣờng 1.1.1 Phân biệt nhựa đƣờng (asphalt), bitum (bitumen) hắc ín (tar) 1.1.2 Thành phần hóa học, cấu trúc đặc tính lƣu biến nhựa đƣờng 1.1.3 Phân loại nhựa đƣờng 1.1.4 Các khía cạnh mơi trƣờng an tồn nhựa đƣờng 1.1.5 Những nguy trình sử dụng nhựa đƣờng 1.1.6 Độc tính nhựa đƣờng Các loại nhựa đƣờng cải tiến 1.2.1 Nhựa đƣờng cải tiến cách cho thêm lƣu huỳnh 1.2.2 Nhựa đƣờng cải tiến cách cho thêm hợp chất mangan 1.2.3 Nhựa đƣờng cải tiến cách cho thêm polymer dẻo nhiệt 1.2.4 Nhựa đƣờng cải tiến cách cho thêm cao su dẻo nhiệt Nhựa đƣờng cao su hóa 1.3.1 Nhựa đƣờng polymer hóa 1.3.2 Nhựa đƣờng cao su hóa cao su tái chế 1.3.3 Nhựa đƣờng cao su hóa cao su thiên nhiên 1.3.4 Vật liệu nhựa đƣờng với phụ gia cao su 1.4 Các tiêu chất lƣợng nhựa đƣờng nhựa đƣờng cải tiến 1.5 Ảnh hƣởng Styrene-Butadiene-Styrene đến tiêu kỹ thuật nhựa đƣờng 1.6 1.7 Sử dụng vụn cao su từ lốp xe thay cho hạt SBS để sản xuất nhựa đƣờng polymer 1.6.1 Xử lý vụn cao su từ lốp xe phế thải 1.6.2 Ảnh hƣởng vụn cao su đến tiêu kỹ thuật nhựa đƣờng Quy hoạch thực nghiệm 1.7.1 Vai trò quy hoạch thực nghiệm 1.7.2 Các phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm 1.7.3 Các bƣớc quy hoạch thực nghiệm cực trị CHƢƠNG 2.1 THỰC NGHIỆM Nguyên vật liệu 2.1.1 Nhựa đƣờng Nhựa đường sử dụng nghiên cứu loại nhựa đường đặc nóng (NĐN) 60/70 Công ty Nhựa Đường Petrolimex Chi nhánh Đà Nẵng sử dụng xây dựng đường sá, sân bay ứng dụng cơng trình giao thông khác Các tiêu chất lượng nhựa đường NĐN 60/70 trình bày bảng 2.1 Bảng 2.1 Các tiêu chất lƣợng nhựa đƣờng 60/70(*) Chỉ tiêu Phương pháp thử Kết Nhiệt độ hóa mềm, oC ASTM D36 / AASHTO T53 46 - 55 Độ lún kim 25 oC, 0,1 mm, giây ASTM D5 / AASHTO T49 60 – 70 Nhiệt độ bắt lửa, °C ASTM D92 / AASHTO T48 > 230 Khối lượng riêng, g/cm3 ASTM D70 Độ kéo dài 25 oC, cm/phút, cm ASTM D6084 / AASHTO T51 > 100 Lượng hòa tan Trichloroethylene ASTM D5892 / AASHTO T49 > 99 Chỉ tiêu dính bám TCVN 7504 / AASHTO T182 > Cấp Hàm lượng paraffin, % TCVN 7503 / DIN EN 12606-1 < 2,2 1,00 – 1,05 2.1.2 Hạt nhựa Styrene – Butadien – Styrene (SBS) Hạt nhựa polymer dẻo nhiệt đàn hồi SBS Công ty Nhựa Đường Petrolimex Chi nhánh Đà Nẵng mua có xuất xứ từ Hàn Quốc, đóng thùng carton loại 500 kg/thùng Hạt SBS màu trắng đục, có kích cỡ ban đầu khoảng mm với nhiều hình dạng khác (hình 2.1), sau nghiền phối trộn vào nhựa đường, phụ thuộc vào cường độ xé tác động máy trộn tác động nhiệt độ cao mà kích thước hạt SBS hỗn hợp nhựa đường polymer khác nhau, nằm khoảng ÷ m Các tính kỹ thuật hạt SBS trình bày bảng 2.2 Hình 2.1 Hình ảnh hạt nhựa SBS Bảng 2.2 Tính kỹ thuật hạt nhựa SBS Tính kỹ thuật Đơn vị đo Giá trị Hàm lượng Styrene wt% 31 Thành phần dễ bay (Volatile Matter) wt% 0,4 Khối lượng thể tích g/cm3 0,94 Độ cứng (Hardness) Shore A 79 2.1.3 Nhựa đƣờng polimer Nhựa đường polimer loại I (PMB I) loại nhựa đường cao cấp Công ty Nhựa Đường Petrolimex sử dụng xây dựng đường sá, sân bay ứng dụng cơng trình giao thơng khác, loại nhựa đường cải thiện polymer dẻo nhiệt đàn hồi SBS Sự liên kết SBS PMB I tạo nên hệ khung không gian ba chiều vững chắc, làm giảm tác động nhiệt độ mơi trường bên ngồi lên lớp bê tông nhựa, tăng mô đun độ cứng nhiệt độ cao có độ đàn hồi tốt kể nhiệt độ xuống thấp (chống lại tượng nứt vỡ, hằn lún vệt bánh xe) Ngoài ra, PMB I tăng cường khả chống lão hóa, giảm biến dạng vĩnh viễn phát huy tốt tác dụng nơi có áp lực cao thường xuyên lên mặt đường PMB I hỗn hợp gồm 94 wt% nhựa đường đặc nóng (NĐN) 60/70 với wt% SBS wt% dầu gốc 2.1.4 Vụn cao su Như trình bày mục 1.6.1, trình xử lý để thu vụn cao su từ lốp xe phế thải đạt kích cỡ phù hợp để phối trộn vào nhựa đường phức tạp yêu cầu phải sử dụng thiết bị chuyên dụng đắt tiền Do vậy, nghiên cứu này, chọn sử dụng hỗn hợp vụn cao su thải q trình bào lớp cao su ngồi để phục hồi lốp xe cũ phân xưởng đắp lốp nhà máy cao su Đà Nẵng (Hình 2.2) Hình 2.2 Vụn cao su lấy từ nhà máy cao su Đà Nẵng Độ đặc quánh nhựa đường biểu thị độ lún kim tính phần mười milimet (dmm = 0,1 mm) kim tiêu chuẩn xuyên thẳng đứng vào mẫu, điều kiện cho trước nhiệt độ, thời gian tải trọng quy định Phương pháp xác định theo TCVN 7495:2005 (ASTM D 5-97) Tóm tắt phương pháp: Mẫu làm chảy để nguội điều kiện kiểm soát Độ lún kim đo thiết bị xuyên kim, sử dụng kim tiêu chuẩn tiến hành điều kiện quy định Ý nghĩa ứng dụng: Phép thử xác định độ lún kim sử dụng số đo độ đặc quánh Độ lún kim cao hơn, bitum có độ quánh nhỏ 2.3.5 Phƣơng pháp xác định điểm hóa mềm (Dụng cụ vòng bi) (Test method for softening point (ring-and-ball apparatus)) Xác định điểm hóa mềm hay nhiệt độ hóa mềm nhựa đường nhằm xác định khoảng biến đổi nhiệt độ nhựa đường chuyển tử trạng thái rắn sang lỏng Phương pháp xác định theo TCVN 7497:2005 (ASTM D 36-00) Tóm tắt phương pháp: Hai mẫu bitum nằm ngang, chuẩn bị cách đổ đầy bitum vào hai vòng đồng có giá treo gia nhiệt với tốc độ kiểm soát bình chứa chất lỏng vòng đỡ viên bi thép Điểm hóa mềm báo cáo giá trị trung bình nhiệt độ mà hai mẫu bitum đủ mềm để viên bi bọc kín bitum rơi xuống khoảng 25 mm (1,0 in.) Ý nghĩa ứng dụng: Điểm hóa mềm sử dụng việc phân loại bitum, yếu tố để thiết lập tính đồng nguồn cung cấp vận chuyển để cảnh bảo khả chảy vật liệu nhiệt độ tăng 2.3.6 Phƣơng pháp xác định độ nhớt động học 135°C với thoi 21, tốc độ cắt 18,6s1 , nhớt kế Brookfield (Test method for Dynamic Viscosity at 135°C with spindle 21, 18.6s-1, Brookfield Viscometer) Độ nhớt động đặc trưng cho khả chảy lỏng vật liệu Áp dụng phương pháp để xác định độ đặc quánh Bitum Thông thường tiêu xác định nhiệt độ 135oC nhớt kế Brookfield Phương pháp xác định theo TCVN 7502:2005 (ASTM D 2170 - 01a) Tóm tắt phương pháp: Nhớt kế Brookfield sử dụng để đo độ nhớt nhựa đường nhiệt độ khác Trong q trình thí nghiệm nhiệt độ quy định, thoi ống nhỏ đặc biệt chứa mẫu quay với vận tốc quy định Giá trị mô men xoắn đo thoi quay sở xác định độ nhớt nhựa đường polymer thông qua hệ số quy đổi mô men xoắn sang độ nhớt Độ nhớt đo thường thể hiển mPa.s (cP) 10 2.3.7 Phƣơng pháp xác định độ đàn hồi 25°C, mẫu kéo dài 10cm (Test method for Elastic Recovery at 25°C, 10cm elongation) Độ đàn hồi nhựa đường tỷ số (tính phần trăm) biến dạng hồi phục sau mẫu kéo dài với chiều dài quy định, với tốc độ kéo mẫu nhiệt độ thí nghiệm quy định Phương pháp xác định theo Tiêu chuẩn 22 TCN 319-04/ASTM D6084 Thí nghiệm tiến hành máy thí nghiệm xác định độ kéo dài nhựa đường nhiệt độ 25±0,5°C, tốc độ kéo mẫu cm/phút ± 5,0% 2.3.8 Phƣơng pháp xác định độ bám dính (Test method for determination of bitumen adhesion with paving stone) Phương pháp đánh giá độ bám dính bitum đá làm đường theo TCVN 7504 : 2005 Tóm tắt phương pháp: Đặt mẫu cốt liệu phủ bitum bình nước cất đun sơi 10 phút Sau để nguội, quan sát mắt thường, đánh giá độ bám dính bitum phủ cốt liệu theo cấp: - Cấp - Độ bám dính tốt: Màng bitum bám ngun vẹn, bọc tồn bề mặt viên đá - Cấp - Độ bám khá: Màng bitum bọc toàn viên đá có độ dày, mỏng khác - Cấp - Độ bám dính trung bình: Màng bitum bọc tồn bề mặt viên đá, đơi chỗ bị bong tróc - Cấp - Độ bám dính kém: Màng bitum bị bong khỏi mặt đá, lỗ chỗ bitum bám 2.4 Cấp - Độ bám dính kém: Bề mặt viên đá sạch, khơng vết bitum bám Trình tự nghiên cứu 2.4.1 Xác định tiêu chuẩn kỹ thuật vụn cao su phế thải - Đầu tiên, quan sát mắt sử dụng nam châm để xác định xem hỗn hợp vụn cao su phế thải có bị lẫn tạp chất sợi vải vụn thép hay khơng - Sau đó, tiến hành chụp ảnh kính hiển vi điện tử quét (SEM) để khảo sát cấu trúc, hình thái bề mặt hạt vụn cao su - Cuối cùng, phân tích thành phần hạt hỗn hợp vụn cao su theo TCVN 4198-2014: Kết phân tích thành phần hạt biểu diễn dạng bảng đồ thị logarit, trục tung biểu thị hàm lượng phần trăm tích lũy đường kính cỡ hạt theo tỉ lệ số học; trục hồnh biểu thị kích thước hạt theo tỉ lệ bán logarit 11 2.4.2 Lập ma trận thực nghiệm Với mục tiêu nghiên cứu sản xuất nhựa đường pha lốp xe phế thải nhằm nâng cao chất lượng nhựa đường phải vào tiêu chuẩn kỹ thuật để đánh giá chất lượng hỗn hợp nhựa đường, giới hạn đề tài chọn tiêu chuẩn quan trọng làm hàm mục tiêu cho toán quy hoạch gồm: Độ lún kim 25oC, điểm hóa mềm, độ nhớt động học 135oC độ đàn hồi Như để giải toán qui hoạch thực nghiệm, phải xây dựng mơ hình tốn học lập ma trận thực nghiệm Muốn cần phải xác định miền yếu tố hay giá trị biên yếu tố ảnh hưởng đến hàm mục tiêu trên, nghiên cứu chọn 03 yếu tố ảnh hưởng lớn đến chất lượng hỗn hợp nhựa đường, bao gồm: kích thước vụn cao su (mm), tỉ lệ phối trộn (%) nhiệt độ khuấy trộn hỗn hợp nhựa đường (oC) Từ kết phân tích thành phần hạt, dựa số liệu thực tế sản xuất Công ty Nhựa Đường Petrolimex Chi nhánh Đà Nẵng, kết từ nghiên cứu có liên quan đến đề tài, tiến hành số thử nghiệm thăm dò, từ xác định giá trị biên yếu tố, lập ma trận thực nghiệm tiến hành thực nghiệm theo ma trận, xác định dạng tốn, tính tốn hệ số phương trình hồi qui đưa phương trình thực nghiệm, kiểm định ý nghĩa hệ số tính tương thích phương trình 2.4.3 Xác định tiêu chuẩn kỹ thuật để đánh giá chất lƣợng hỗn hợp nhựa đƣờng - Độ lún kim - Điểm hóa mềm - Độ nhớt động học - Độ đàn hồi - Độ bám dính 12 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xác định tiêu chuẩn kỹ thuật vụn cao su phế thải 3.1.1 Xác định độ lẫn tạp chất vụn cao su phế thải Đầu tiên, quan sát mắt chúng tơi xác định hỗn hợp vụn cao su không bị lẫn tạp chất sợi vải, sau sử dụng nam châm để xác định khơng có lẫn vụn thép hỗn hợp vụn cao su Điều dễ dàng giải thích hỗn hợp vụn cao su thu trình bào mòn phần cao su bên ngồi lớp bố lốp xe cũ trình bày 3.1.2 Khảo sát cấu trúc, hình thái bề mặt mẫu hạt vụn cao su Để khảo sát cấu trúc, hình thái bề mặt mẫu hạt vụn cao su, tiến hành chụp mẫu hạt vụn cao su thiết bị kính hiển vi điện tử quét với độ phóng đại 150 400 lần Kết ảnh SEM hình 3.1 cho thấy mẫu hạt vụn cao su có nhiều hình dạng khác kích thước khơng đồng với bề mặt tương đối gồ ghề, cho diện tích bề mặt riêng lớn, từ tạo điều kiện dễ dàng tương tác với nhựa đường, đáp ứng yêu cầu phối trộn nhiệt độ cao Hình 3.1 Ảnh SEM mẫu hạt vụn cao su với độ phóng đại 150 400 lần 3.1.3 Xác định đƣờng cong cấp phối hạt mẫu vụn cao su Kết phân tích thành phần hạt mẫu vụn cao su trình bày bảng 3.1 Từ xây dựng đường cong phân phối kích thước hạt mẫu vụn cao su trình bày hình 3.2 Bảng 3.1 Thành phần hạt mẫu vụn cao su Dưới rây có kích thước lỗ, mm Trên rây có kích thước lỗ, mm Khối lượng nhóm hạt, g - 8,01 1,6 2,28 1,6 1,25 14,39 13 1,25 13,70 0,65 19,96 0,65 0,5 9,16 0,5 0,3 14,25 0,3 0,2 11,90 0,2 - 6,35 Tổng 100 Đường cong phân phối kích thước hạt hỗn hợp vụn cao su có độ dốc đứng lớn, điều chứng tỏ phân bố không đồng cỡ hạt, đòi hỏi phải phân chúng thành nhiều nhóm hạt tương thích với mục đích sử dụng khác % khối lượng hạt lọt qua rây 100 91.99 89.71 80 75.32 61.62 60 41.66 40 32.50 18.25 20 6.35 0.1 Kích thước hạt, mm Hình 3.2 Đƣờng cong phân phối kích thƣớc hạt Căn vào số kết nghiên cứu cơng bố kích cỡ hạt SBS nhập sử dụng Cty nhựa đường TP Đà Nẵng khoảng mm, sau nghiền mịn đạt kích cỡ khoảng 0,2 – 0,3 mm, đồng thời với mong muốn ứng dụng mơ hình tốn qui hoạch thực nghiệm vào nghiên cứu để tìm giá trị tối ưu, tiến hành chọn nhóm cỡ hạt: 3.2 - Nhóm 1: cỡ hạt < mm chiếm 61,62 wt% - Nhóm 2: cỡ hạt < 0,65 mm chiếm 41,66 wt% - Nhóm 3: cỡ hạt < 0,3 mm chiếm 18,25 wt% Tối ƣu điều kiện phối trộn Như trình bày mục 2.4.2, tiến hành qui hoạch thực nghiệm nhằm mục tiêu xác định giá trị 03 yếu tố ảnh hưởng gồm: nhiệt độ khuấy trộn hỗn hợp nhựa đường (oC), tỉ lệ phối trộn vụn cao su/hỗn hợp nhựa đường (wt%) kích thước hạt vụn cao su (mm) 14 để hỗn hợp nhựa đường phối trộn thỏa mãn hàm mục tiêu là: Độ lún kim 25oC, điểm hóa mềm, độ nhớt động học 135oC, độ đàn hồi độ bám dính với đá 3.2.1 Xác định miền yếu tố 3.2.1.1 Yếu tố X1: nhiệt độ khuấy trộn hỗn hợp nhựa đƣờng Căn vào nhiệt độ khuấy trộn hỗn hợp nhựa đường PMB I sử dụng 5% hạt nhựa SBS 180oC tính chất nhựa đường đặc nóng (NĐN) 60/70 Công ty Nhựa Đường Petrolimex Chi nhánh Đà Nẵng bị biến đổi giảm chất lượng nhiệt độ > 190oC, lựa chọn khoảng nhiệt độ khuấy trộn hỗn hợp nhựa đường/vụn cao su từ 170 oC đến 190oC 3.2.1.2 Yếu tố X2: tỉ lệ phối trộn vụn cao su/nhựa đƣờng Dựa vào kết số nghiên cứu giới, chọn tỉ lệ phối trộn vụn cao su/hỗn hợp nhựa đường dao động khoảng từ 10 đến 15 wt% 3.2.1.3 Yếu tố X3: kích thƣớc vụn cao su Như trình bày mục 3.1.2, chúng tơi chọn nhóm cỡ hạt: - Nhóm 1: cỡ hạt < mm - Nhóm 2: cỡ hạt < 0,65 mm - Nhóm 3: cỡ hạt < 0,3 mm 3.2.2 Mơ hình thực nghiệm theo phƣơng án qui hoạch trực giao cấp Đầu tiên, tiến hành chọn phương án qui hoạch trực giao cấp với yếu tố (k = 3) mức (n = 2) gồm: - nhiệt độ khuấy trộn X1 - tỉ lệ phối trộn vụn cao su/hỗn hợp nhựa đường X2 - kích thước vụn cao su X3 số thí nghiệm (TN) cần thực N = nk + no = 23 +3 = 11 số TN tâm no = cho thỏa mãn HMT đạt giá trị cao Sau xác định miền yếu tố mức khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng trình bày bảng 3.2 Bảng 3.2 Mức khoảng biến thiên yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng hỗn hợp nhựa đƣờng Các yếu tố ảnh Mức yếu tố Khoảng biến hưởng Mức Mức cao Mức thấp thiên j X1 (oC) 180 190 170 10 X2 (%) 12,5 15 10 2,5 X3 (mm) 0,65 0,3 0,65 15 Tiến hành thực nghiệm sơ với số mẫu hỗn hợp nhựa đường 60/70 với vụn cao su khuấy trộn nhiệt độ thấp hoặc/và có tỉ lệ lượng vụn cao su/ hỗn hợp nhựa đường cao hoặc/và với vụn cao su có kích cỡ lớn (các mẫu thí nghiệm 2, 6) cho thấy hàm mục tiêu độ nhớt động học 135oC độ bám dính với đá mẫu thí nghiệm đạt yêu cầu (độ nhớt động học 135oC < 3000 cSt độ bám dính với đá > cấp 4) nên đơn giản toán tối ưu cách loại bớt hàm mục tiêu, toán tập trung vào hàm mục tiêu sau: Y1 - Độ kim lún (dmm); Y2 - Điểm hóa mềm (oC) Y3 - Độ đàn hồi (%) 3.2.3 Kết thực nghiệm theo phƣơng án qui hoạch trực giao cấp Tiến hành thực nghiệm theo ma trận kết trình bày bảng 3.3 Bảng 3.3 Kết thực nghiệm tốn qui hoạch yếu tố tồn phần với biến thực TN X1, oC X2, % X3, mm Y1,dmm Y2, oC Y3, % 190 15 48,07 59,55 32 170 15 46,36 57,80 55 190 10 52,95 56,40 53 170 10 52,48 55,50 32 190 15 0,3 53,80 60,80 76 170 15 0,3 48,37 60,80 55 190 10 0,3 57,07 60,70 62 170 10 0,3 51,38 55,30 55 T1 180 12,5 0,65 50,3 53,4 56 T2 180 12,5 0,65 50,2 54,2 59 T3 180 12,5 0,65 49,8 54,5 57 Dạng phương trình hồi qui (PTHQ) áp dụng cho phương án qui hoạch trực giao cấp 1: Y = b0+b1x1+b2x2+b3x3+b12x12+b13x13+b23x23+b123x1x2x3 (3.1) Tiến hành xác định hệ số PTHQ HMT, kết trình bày bảng 3.4 Bảng 3.4 Giá trị hệ số PTHQ HMT HMT b0 b1 b2 b3 b12 b13 b23 b123 Y1 51,31 1,66 -2,16 -1,35 0,12 -1,12 -0,59 0,19 Y2 58,36 1,01 2,38 -1,04 -0,57 -0,34 -0,02 0,78 Y3 52,50 3,25 2,00 -9,50 -3,75 -3,75 -1,50 -7,25 Ước lượng tính ý nghĩa hệ số b theo chuẩn Student: Chuẩn Student thực nghiệm xác định giá trị trình bày bảng 3.5 16 Bảng 3.5 Giá trị chuẩn Student thực nghiệm HMT HMT t0 t1 t2 t3 t12 t13 t23 t123 Y1 548,53 17,77 23,09 14,38 1,31 11,95 6,31 Y2 290,27 5,01 6,87 5,19 2,83 1,71 0,09 3,89 Y3 97,21 6,02 3,7 17,59 6,94 6,94 2,78 13,42 Tra bảng phân tố phân vị chuẩn Student (tb): Với p = 0,05 f = ta có: t0,05;2 = 4,3 Như HMT: Y1: t12 t123 < t0,05;2 nên b12 b123 bị loại khỏi PTHQ Y2: t12, t13, t23 t123 < t0,05;2 nên b12, b13, b23 b123 bị loại khỏi PTHQ Y3: t2 t23 < t0,05;2 nên b2 b23 bị loại khỏi PTHQ Từ đó, chúng tơi xác định PTHQ cho HMT sau: Y1 = 51,31+1,66X1-2,16X2-1,35X3-1,12X1X3-0,59X2X3 (3.2) Y2 = 58,36+1,01X1+2,38X2-1,04X3 (3.3) Y3 = 52,5 + 3,25X1 - 9,5X3 - 3,75X1X2 - 3,75X1X3 - 7,25X1X2X3 (3.4) Kiểm tra tương thích PTHQ với thực nghiệm chuẩn Fisher: Với Y1: Ftn = 2,48 < Flt = F0,95(3,2) = 19,2 nên Y1 hoàn toàn tương thích với thực nghiệm Với Y2: Ftn = 6,51 < Flt = F0,95(4,2) = 19,3 nên Y2 hoàn toàn tương thích với thực nghiệm Với Y3: Ftn = 10,71 < Flt = F0,95(2,2) = 19,2 nên Y3 hoàn toàn tương thích với thực nghiệm Để xác định giá trị tối ưu yếu tố ảnh hưởng, giả định tầm quan trọng HMT ảnh hưởng đến tính chống biến dạng gây hằn lún vệt bánh xe hỗn hợp nhựa đường tương đương nên cuối qui PTHQ sau: ̅ = 54,06 +1,97X1 +0,07X2 - 3,96X3 - 1,25X1X2 - 1,62X1X3 - 0,2X2X3 - 2,42X1X2X3 (3.5) Giải phương trình để hàm ̅ đạt giá trị cực đại, xác định giá trị tối ưu biến sau: X1 = 190oC; X2 = 15%; X3 = 0,3 mm Như vậy, giá trị tối ưu nằm giá trị biên miền khảo sát Điều có nghĩa tối ưu giá trị yếu tố ảnh hưởng Trên sở kết thu được, tiến hành khảo sát ảnh hưởng yếu tố đến tiêu chất lượng hỗn hợp nhựa đường qua đồ thị biểu diễn hình 3.3, 3.4 3.5 17 Độ kim lún, dmm 60 170oC, 1mm 55 190oC, 1mm 170oC, 0.3mm 50 190oC, 0.3mm 45 10 12.5 15 Lượng vụn cao su, % Hình 3.3 Ảnh hƣởng nhiệt độ, lƣợng kích cỡ vụn cao su phối trộn đến độ kim lún hỗn hợp nhựa đƣờng Điểm hóa mềm, oC 62 61 170oC, 1mm 60 190oC, 1mm 59 58 170oC, 0.3mm 57 190oC, 0.3mm 56 55 10 12.5 15 Lượng vụn cao su, % Hình 3.4 Ảnh hƣởng nhiệt độ, lƣợng kích cỡ vụn cao su phối trộn đến điểm hóa mềm hỗn hợp nhựa đƣờng Độ đàn hồi, % 80 170oC, 1mm 70 60 190oC, 1mm 50 170oC, 0.3mm 40 190oC, 0.3mm 30 20 10 12.5 15 Lượng vụn cao su, % Hình 3.5 Ảnh hƣởng nhiệt độ, lƣợng kích cỡ vụn cao su phối trộn đến độ đàn hồi hỗn hợp nhựa đƣờng 18 Trên sở PTHQ xác định đồ thị trên, chúng tơi sơ kết luận: Độ kim lún tăng tăng nhiệt độ phối trộn, giảm lượng kích cỡ hạt Điểm hóa mềm tăng tăng nhiệt độ phối trộn, tăng lượng vụn cao su giảm kích cỡ hạt Độ đàn hồi tăng tăng nhiệt độ phối trộn giảm kích cỡ hạt, lượng vụn cao su phối trộn vào ảnh hưởng không đáng kể Các kết luận hoàn toàn phù hợp với kết nghiên cứu gần Một cách khái quát, để tăng giá trị độ kim lún, điểm hóa mềm độ đàn hồi hỗn hợp nhựa đường, cần tăng nhiệt độ khuấy trộn lượng vụn cao su, đồng thời giảm kích cỡ hạt vụn cao su, yếu tố thứ ba kích cỡ hạt vụn cao su có ảnh hưởng đáng kể nhất, tiếp đến yếu tố nhiệt độ khuấy trộn có ảnh hưởng đến chất lượng hỗn hợp nhựa đường lượng vụn cao su phối trộn vào Tuy nhiên, yếu tố nhiệt độ phối trộn, giá trị 190 oC giá trị giới hạn để đảm bảo không làm thay đổi chất lượng nhựa đường nên tăng Yếu tố thứ hai lượng vụn cao su phối trộn, thử tăng lượng sử dụng lên 20 wt% độ nhớt hỗn hợp nhựa đường trở nên lớn, khó khuấy trộn, phải tăng thời gian khuấy trộn để đạt độ đồng nhiên độ bám dính với đá khơng đạt u cầu, đạt < cấp Chúng lại tiếp tục giảm lượng vụn cao su xuống 17 wt% độ bám dính với đá khơng đạt u cầu Hơn nữa, theo tiêu chuẩn ASTM D6114, lượng cao su phối trộn vào Asphalt-Rubber không 15 wt% hỗn hợp nhựa đường tính đến độ trương nỡ cao su hấp thụ dầu nhựa đường phối trộn vào Còn yếu tố thứ ba kích cỡ hạt vụn cao su, chúng tơi khơng mong muốn giảm cỡ hạt vụn cao su phối trộn vào để tận dụng nhiều lượng cao su phế phẩm dựa theo đường cong phân phối kích thước hạt hình 3: với kích cỡ hạt < 0,3 mm sử dụng 18,25% tổng lượng vụn cao su phế thải so với việc sử dụng 6,35% dùng hạt có kích cỡ < 0,2 mm) Như vậy, điều kiện tối ưu xác định được, phối trộn 15 wt% vụn cao su từ lốp xe phế thải với kích cỡ < 0,3 mm vào nhựa đường 60/70, khuấy trộn gia nhiệt 190oC cho hỗn hợp nhựa đường - vụn cao su (mẫu tối ưu) có chất lượng cao nhựa đường 60/70 đồng thời đạt tiêu chất lượng so sánh với yêu cầu chất lượng nhựa đường polymer PMB I (bảng 3.6) Bảng 3.6 So sánh tiêu chất lƣợng hỗn hợp tối ƣu nhựa đƣờng vụn cao su với yêu cầu chất lƣợng nhựa đƣờng 60/70 PMB I Chỉ tiêu Hỗn hợp tối ưu nhựa đường vụn cao su 19 Nhựa đường 60/70 Min Max PMB I Độ kim lún, dmm 53,8 50 70 50 – 70 Điểm hóa mềm, oC 60,8 46 - 60 76 - - 60 1030 - - max 3000  Cấp Cấp - cấp Độ đàn hồi, % Độ nhớt động học, cSt Chỉ tiêu dính bám Kết nghiên cứu đạt tương đối khả quan so với kết nghiên cứu Adão Francisco de Almeida Júnior cộng Theo nhà nghiên cứu này, hỗn hợp nhựa đường cho kết tốt thực với loại nhựa đường 50/70 phối trộn với 15% vụn cao su có kích cỡ 40 mesh ( 0,4 mm) có tính kỹ thuật sau: độ kim lún đạt 69 dmm; điểm hóa mềm: 55oC; độ đàn hồi: 51%; độ nhớt động học 135oC: 3950 cSt Như so với yêu cầu chất lượng nhựa đường polymer PMB I hỗn hợp nhựa đường đạt tiêu độ kim lún 3.3 Khảo sát cấu trúc hỗn hợp nhựa đƣờng vụn cao su Sử dụng kính hiển vi quang học Olympus CX21 với độ phóng đại 400 lần để khảo sát cấu trúc mẫu hỗn hợp nhựa đường: - Mẫu nhựa đường polymer PMB I - Mẫu TN1 (15 wt% vụn cao su < mm phối trộn 190oC) - Mẫu TN2 (15 wt% vụn cao su < mm phối trộn 170oC) - Mẫu TN6 (15 wt% vụn cao su < 0,3 mm phối trộn 170oC) - Mẫu tối ưu (15 wt% vụn cao su < 0,3 mm phối trộn 190oC) Kết thể hình 3.6 a Mẫu PMBI b Mẫu TN1 c Mẫu TN2 Hình 3.6 Cấu trúc mẫu hỗn hợp nhựa đƣờng d Mẫu TN6 e Mẫu tối ưu 20 Khảo sát cấu trúc mẫu nhựa đường polymer PMBI qua hình 3.6a cho thấy sử dụng wt% hạt nhựa SBS sau qua nghiền phối trộn với nhựa đường 60/70 180oC giờ, với tác động xé máy trộn nhiệt độ cao, hòa tan gần hết, thấy đốm mờ khơng rõ Với mẫu TN1 TN2 (hình 3.6b 3.6c) với việc sử dụng 15 wt% vụn cao su có kích cỡ < mm phối trộn với nhựa đường 60/70 nhiệt độ 190oC 170oC, dễ dàng quan sát thấy tồn nhiều hạt vụn cao su có kích cỡ lớn phân bố không đồng đều, mẫu TN2 phối trộn nhiệt độ thấp nên kích cỡ hạt vụn cao su lớn Như việc phối trộn vào nhựa đường 60/70 hạt vụn cao su có kích thước lớn làm giảm hiệu sử dụng vụn cao su, từ ảnh hưởng xấu đến chất lượng hỗn hợp nhựa đường sản phẩm, phần nhóm hạt cỡ lớn có bề mặt riêng nhỏ, làm giảm khả tiếp xúc hạt vụn cao su với nhựa đường, khiến cho khả hòa tan hạt vụn cao su lớn nhựa đường nóng khó, từ làm giảm độ bám dính với đá Trong quan sát hình 3.6d 3.6e mẫu TN6 mẫu tối ưu với 15% vụn cao su có kích cỡ < 0,3 mm phối trộn 170oC 190oC hạt vụn cao su nhỏ Tuy nhiên, hạt vụn cao su có kích cỡ nhỏ phân tán tương đối đồng mẫu tối ưu nhiệt độ phối trộn mẫu cao Như vậy, nhiệt độ khuấy trộn 190oC thời gian giờ, hạt vụn cao su kích cỡ nhỏ bị nóng chảy hòa tan phần, làm tăng độ bám dính nhựa đường vào đá, tăng độ chịu nước chống xói mòn, từ làm tăng tuổi thọ mặt đường Đồng thời, hạt vụn cao su nhỏ chưa hòa tan hết có khả tăng cường độ đàn hồi hỗn hợp nhựa đường trình sử dụng, giảm hiệu tình trạng biến dạng mặt đường, dẫn đến tượng hằn lún vệt bánh xe 3.4 Ƣớc tính lợi ích kinh tế áp dụng kết nghiên cứu đề tài vào thực tế Theo kết nghiên cứu Yvonne Becker, Maryro P Méndez Yajaira Rodríguez [Error! Bookmark not defined.] Venezuela năm 2001, để sản xuất nhựa đường polymer cách phối trộn loại polymer khác vào làm tăng giá thành sản phẩm từ 60 đến 100% Thực tế Công ty TNHH Nhựa đường Petrolimex, thấy rõ điều qua thơng báo giá thời điểm khác (phụ lục) thể bảng 3.7, 3.8 3.9 21 Bảng 3.7 Thông báo giá Cty TNHH Nhựa đƣờng Petrolimex - Tháng 04/2015 Bảng 3.8 Thông báo giá Cty TNHH Nhựa đƣờng Petrolimex - Tháng 01/2016 Bảng 3.9 Thông báo giá Cty TNHH Nhựa đƣờng Petrolimex - Tháng 08/2016 Như vậy, tính riêng nhà máy Thọ Quang – Đà Nẵng, giá nhựa đường PMB I đắt giá nhựa đường NĐN 60/70 đến 65% thời điểm tháng 04/2015, 59% thời điểm tháng 01/2016 29% thời điểm tháng 08/2016 Với thành phần phối trộn mẫu tối ưu (84% nhựa đường + 15% vụn cao su + 1% dầu gốc) giá bán vụn cao su nhà máy cao su Đà Nẵng ổn định mức 3.500 đồng/kg, chúng tơi ước tính lợi ích kinh tế ứng dụng sản phẩm đề tài nghiên cứu thời 22 điểm nêu (chưa tính đến phí gia công tồn chứa vụn cao su) Kết trình bày bảng 3.10 Bảng 3.10 Bảng ƣớc tính lợi ích kinh tế ứng dụng sản phẩm đề tài nghiên cứu Giá NĐN 60/70 Giá PMB I Giá sản phẩm nhựa đường Giảm giá thành (đồng/kg) (đồng/kg) pha vụn cao su (đồng/kg) so với PMB I (%) 04/2015 15.600 25.800 13.785 46,6 01/2016 13.500 21.500 12.000 44,2 08/2016 12.000 15.500 10.725 30,8 Thời điểm Chúng ta hiểu từ nghiên cứu lý thuyết đến áp dụng vào thực tế bước dài phức tạp có nhiều phát sinh khơng mong muốn, nhiên qua bảng ước tính lợi ích kinh tế trên, số có sức thuyết phục định để nhà đầu tư mạnh dạn ứng dụng sản phẩm đề tài nghiên cứu vào thực tế sản xuất 23 KẾT LUẬN Bước đầu nghiên cứu thành công việc sử dụng vụn cao su từ lốp xe phế thải phối trộn vào hỗn hợp nhựa đường thay cho hạt nhựa SBS phải nhập đắt tiền, nâng cao chất lượng nhựa đường làm giảm giá thành sản phẩm đồng thời giảm ô nhiễm môi trường Hỗn hợp nhựa đường đạt mục tiêu nghiên cứu phối trộn từ nhựa đường 60/70 hạt vụn cao su có kích cỡ < 0.3 mm với tỉ lệ phối trộn (wt %): Nhựa đường: Vụn cao su: Dầu gốc = 84: 15: gia nhiệt khuấy trộn nhiệt độ 190oC thời gian Các tính kỹ thuật hỗn hợp nhựa đường phối trộn điều kiện tối ưu thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật nhựa đường polymer PMB I Kết nghiên cứu khẳng định tiềm tái sử dụng vụn cao su từ lốp xe phế thải định hướng cải thiện tính chống biến dạng, gây hằn lún vệt bánh xe hỗn hợp nhựa đường trình sử dụng, đặc hiệu tượng nhiệt độ mặt đường mùa hè Việt Nam cao KIẾN NGHỊ Để kết nghiên cứu đề tài hoàn thiện hơn, nên tiếp tục phát triển đề tài theo hướng: - Nghiên cứu nâng cao tiềm tái sử dụng vụn cao su từ lốp xe phế thải qua việc khảo sát thêm số yếu tố khác có khả ảnh hưởng đến chất lượng hỗn hợp nhựa đường như: lượng dầu gốc phối trộn, thời gian gia nhiệt, … để tăng lượng kích cỡ hạt vụn cao su phối trộn vào nhựa đường - Tiến hành thêm số thí nghiệm (với chi phí đắt) khảo sát độ lún vệt bánh xe với mẫu hỗn hợp nhựa đường phối trộn điều kiện tối ưu để khẳng định tính khả thi kết nghiên cứu áp dụng vào thực tế 24 ... ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NHỰA ĐƯỜNG PHA LỐP XE PHẾ THẢI NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MẶT ĐƯỜNG, GIẢM GIÁ THÀNH ĐỒNG THỜI GIẢM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG Mã số: Đ2015-02-141... đến lưu thông phương tiện Trong chất lượng nhựa đường nhập chưa kiểm soát được, nhựa polymer loại nhựa cường độ cao lại có giá thành cao, giải pháp nghiên cứu pha trộn vụn cao su từ lốp xe phế thải... cho hiệu cao chất lượng, kinh tế mơi trường: Ngồi việc tăng cao chất lượng nhựa đường, giảm giá thành so với loại nhựa đường cao cấp giải vấn đề ô nhiễm môi trường cách tái sử dụng vỏ lốp xe cũ