Chương 9 Vật liệu xây dựng

Chương Chất kết dính hữu Chương CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠ 9.1 Khái niệm phân loại 9.1.1 Khái niệm Những loại vật liệu bitum, guđrông, nhũ tương, nhựa màu chất kết dính hữu Chúng cứng, quánh, lỏng (thành phần chủ yếu hiđrôcacbon cao phân tử số hợp chất khác) Có khả trộn lẫn dính kết vật liệu khoáng, tạo thành vật liệu đá nhân tạo có tính chất vật lý, học phù hợp để xây dựng đường ôtô Các chất kết dính hữu cịn dùng làm vật liệu lợp, cách nước 9.1.2 Phân loại 9.1.2.1 Theo thành phần hoá học: - Bitum - Guđrông 9.1.2.2 Theo nguồn gốc nguyên liệu: - Bitum dầu mỏ (sản phẩm cuối dầu mỏ) - Bitum đá dầu (sản phẩm chưng đá dầu) - Bitum thiên nhiên (loại bitum thường gặp thiên nhiên dạng tinh khiết hay lẫn với loại đá) - Guđrông than đá (sản phẩm chưng khô than đá) - Guđrông than bùn (sản phẩm chưng khô than bùn) - Guđrông gỗ (sản phẩm chưng khơ gỗ) 9.1.2.3 Theo tính chất xây dựng: - Bitum guđrông rắn: nhịt độ 20-25C chất rắn có tính giịn tính đàn hồi, nhiệt độ 180-200C có tính chất chất lỏng - Bitum guđrông quánh: nhiệt độ 20-25C chất mềm, có tính dẻo cao độ đàn hồi không lớn - Bitum guđrông lỏng: nhiệt độ 20-25C chất lỏng có chứa thành phần hyđrơcacbon dễ bay hơi; có khả đơng đặc lại sau thành phần nhẹ bay hơi, sau có tính chất gần với tính chất bitum guđrông quánh - Nhũ tương bitum guđrông: hệ thống keo bao gồm hạt chất kết dính phân tán mơi trường nước chất nhũ hố 9.2 Thành phần, tính chất hố lý cấu trúc chất kết dính hữu 9.2.1 Thành phần chất kết dính hữu Chất kết dính hữu (bitum guđrông) tập hợp chất hyđrôcácbon khác cấu tạo (thơm CnH2n-6 , naftalen CnH2n , metan CnH2n+2 hợp chất phi kim loại chúng) Cácbon có hố trị tạo nên liên kết cacbon mạch thẳng, nhánh mạch vòng Số lượng nguyên tử cacbon kiểu liên kết chúng định tính chất kết dính, làm cho chuyển từ trạng thái sang trạng thái khác Thành phần hoá học bitum nằm giới hạn: C: 73-87% H: 8-12% 90 Chương Chất kết dính hữu O: 1-2% S:1-5% N:0,5-1% Các thành phần O, N, S cần thiết để tạo nên nhóm hoạt tính (nhóm OH, COOH, NH 2, SH) có ảnh hưởng lớn đến tính chất chất kết dính Những hợp chất hyđrơcácbon có cấu tạo hố học tính chất vật lý giống xếp moọt nhóm cấu tạo hố học * Các nhóm cấu tạo hố học bitum sau: Nhóm chất dầu: 40-60% Nhóm chất nhựa: 20-40% Nhóm atfan: 10-25% Nhóm cacbon cacbonit: 1-3% Nhóm axit atfan anhiđrit: 1% * Các nhóm cấu tạo hố học guđrông than đá: Dầu guđrông: 60-80% Nhựa mềm: 10-15% Nhựa rắn: 5-10% Cácbon tự do: 5-25% Naftalen: < 7% Antralen: 10% Phenol: < 5% Các nhóm hố học ảnh hưởng lớn đến cấu trúc tính chất hố lý (tính phân cực, sức căng bê mặt, độ thấm ướt vật liệu khống) chất kết dính hữu 9.2.2 Tính chất hố lý chất kết dính hữu * Độ phân cực: Được đặc trưng tính chất vật lí khác như: sức căng bề mặt, thấm ướt nhựa, tính dẫn điện,… Độ phân cực  biểu thị tỷ lệ độ hồ tan chất kết dính hữu dung môi chất phân cực chất không phân cực: A   100 B (8-1) Trong đó: A- độ hồ tan bitum guđrơng rượu mêtilic, % B- độ hồ tan bitum guđrơng benzen, % Độ phân cực bi tumdầu mỏ từ 5-35%, bitum đá dầu từ 50-70%, guđrông than đá từ 45-95% Độ phân cực (hệ số hoà tan) bitum cao dẫn đến sức căng bề mặt lớn Chất kết dính liên kết tốt với vật liệu khống * Sức căng bề mặt: nhiệt độ 20-25C sức căng bề mặt bitum 35erg/cm2 Việc xác định sức căng bề mặt bitum phúc tạp, theo đề nghị viện sĩ P.A Rebinder, xác định độ hoạt tính nó, thơng qua độ hồ tan bitum vào nước làm giảm sức căng bề mặt mặt phân chia 91 Chương Chất kết dính hữu nước với bitum Độ hoạt tính bề mặt bitum cao, khả hoà tan vào nước lớn Độ hoạt tính bề mặt bitum cao hay thấp phụ thuộc vào độ phân cực phân tử Các phân tử chất hoạt tính bề mặt bao gồm phân khơng có cực phần có cực tính Khi trộn hai chất lỏng có cực không cực với nhau, mặt phân chia hai chất lỏng phân tử chất hoạt tính bề mặt định hướng theo quy luật định: nhóm có cực phân tử hướng vào chất lỏng phân cực, cịn nhóm khơng phân có cực hướng vào chất lỏng khơng phân cực Lượng chất có cực chất dính kết có ảnh hưởng lớn đến khả thấm ướt tính liên kết với vật liệu khống * Tính thấm ướt vật liệu khống: Tính thấm nước vật liệu khống chất kết dính phụ thuộc vào lượng chất hoạt tính bề mặt có cực tính chất vật liệu khống Tính thấm ướt đặc trưng góc thấm ướt Đó góc bề mặt vật liệu khống tiếp tuyến với bề mặt giọt chất kết dính ranh giới tiếp xúc với vật liệu Nếu góc thấm nhọn tính thấm ướt tốt Khi lực hút phân tử chất kết dính bề mặt vật liệu khoáng gần lực hút phân tử bên chất kết dính Nếu góc thấm ướt lớn tính thấm ướt kém, lực hút phân tử với bề mặt vật liệu khống yếu Vì vậy, chất kết dính thấm ướt tốt vật liệu khống lực hút phân tử chúng yếu lực dính bám chất dính kết với bề mặt vật liệu khống mạnh Những vật liệu khoáng ghét nước (thấm ướt nước kém) vật liệu dính bám chất kết dính hữu tốt Các chất vật lý có liên quan chặt chẽ với tính chất kỹ thuật chất kết dính 9.2.3 Cấu trúc chất kết dính hữu Tính chất chất kết dính hữu phụ phuộc vào cấu trúc Chất kết dính hữu hệ thống keo phức tạp có cấu trúc cấu trúc mixen Trong lý thuyết mixen chất cao phân tử chúng coi hệ thống tinh thể (mixen) Mỗi mixen hệ thống phức tạp bao gồm số lượng lớn phân tử có phân tử lượng nhỏ bao quanh tinh thể lực tương hỗ Khi lực tương hỗ lớn mixen nút mạng Cấu trúc mixen coi pha phân tán Với bitum, pha phân tán atfan, xung quanh chúng chất nhựa môi trường phân tán chất dầu Trong bitum quánh cứng, mixen chiếm tỉ lệ lớn Còn bitum lỏng chúng chiếm tỉ lệ nhỏ tương tác với nên chuyển động tự chất dầu Đố với guđrông than đá: pha phân tán cácbon tự do, môi trường phân tán chất dầu, cịn chất nhựa đóng vai trị chất hoạt tính Quan hệ hàm lượng cấu tạo nhóm bitum (dầu, nhựa, atfan) tạo nên cấu trúc phân tán khác (sol, gel, sol-gel) Cấu trúc sol đặc trưng cho bitum có hàm lượng chất dầu chất nhựa lớn Khi mixen khơng tạo tác dụng tương hỗ lẫn chuyển động tự mơi trưoừng dầu, cấu trúc sol có bitum lỏng bitum quánh nấu nóng chảy Khi tỉ lệ atfan bitum lớn tạo nên cấu trúc gel Trong cấu trúc gel hạt nhân atfan mở rộng ra, mixen xích lại gần có tác dụng tương hỗ lẫn nhâu, tạo nên mạng cấu trúc khơng gian Cấu trúc tạo tính đàn hồi cho chất kết dính đặc trưng bitum cứng nhiệt độ thấp Cấu trúc sol- gel đắc trưng chobitum quánh nhiệt độ thường ậ cáu trúc vật liệu có tính chất đàn hồi dẻo tính nhớt 9.3 Bitum dầu mỏ 9.3.1 Thành phần bitum dầu mỏ 92 Chương Chất kết dính hữu Bitum dầu mỏ hõn hợp phức tạp hợp chất hiđrôcacbon (metan, naftalen, loại mạch vòng) số dẫn xuất phi kim loại khác Nó có mầu đen, hồ tan benzen (C 6H6) clorofooc (CHCl3), dyunfuacacbon (CS2) số dung mơi hữu có khác Thành phần bitum dầu mỏ sau: C : 82 – 88% S : – 6% N : 0,5 – 1% H : – 11% O : – 1,5% Dựa sở thuyết nhóm hố học người ta chia bitum dầu mỏ thành nhóm (nhóm chất dầu, nhóm chất nhựa, nhóm atfan) nhóm phụ * Nhóm chất dầu: Gồm hợp chất có phân tử lượng thấp (300-600), khơng mầu, khối lượng riêng nhỏ (0,91-0,925) Nhóm chất dầu làm cho bitum có tính lỏng Nếu hàm lượng nhóm tăng lên, tính qnh bitum giảm Trong bitum nhóm chất dầu chiếm khoảng 45-60% * Nhóm chất nhựa: Gồm hợp chất có phân tử lượng cao (600-900), khối lượng riêng xấp xỉ 1, mầu nâu sẫm Nó hồ tan benzen, etxăng, clorofooc Nhóm nhựa trung tính (tỉ lệ H/C = 1,6-1,8) làm cho bitum có tính dẻo Hàm lượng tăng, độ dẻo bitum tăng lên Nhựa axit (H/C = 1,3-1,4) làm tăng tính dính bám bitum với đá Hàm lượng nhóm chất nhựa bitum dầu mỏ vào khoảng 15-30% * Nhóm atfan: rắn, giịn gồm hợp chất có phân tử lượng lớn (1000-6000), khối lượng riêng 1,1 – 1,15, có màu nâu sẫm đen, khơng bị phân giải khí cốc, tỉ lệ H/C = 1,1 Atfan hồ tan clorofooc, tetracloruacacbon (CCl 4), khơng hồ tan ête, dầu hồ axêtơn (C3H5OH) Tính qnh biến đổi tính chất theo nhiệt độ bitum phụ thuộc chủ yếu vào nhóm Hàm lượng nhóm atfan tăng lên tính qnh, nhiệt độ hố mềm bitum tăng lên Hàm lượng nhóm atfan bitum vào khoảng 10 – 38% * Nhóm cacben cácbơit: Tính chất cácben gần giống chất atfan, khác khơng hồ tan benzen CCl4, hoà tan disunfuacacbon khối lượng riêng lớn Cacbơit chất rắn dạng muội, khơng hồ tan dung môi hữu Hàm lượng chất bi tum nhỏ 1,5%, làm bitum dẻo * Nhóm axit atfan anhyđrit: nhóm chất nhựa hố (nhựa axit) mang cực tính, thành phàn hoạt tính bề mặt lớn bitum, để hồ tan rượu cồn, benzen, clorofooc khó hồ tan etxăng Axit atfan có khối lượng riêng nhỏ 1, mầu nâu sẫm, hàm lượng bitum nhỏ 1% Khi hàm lượng tăng lên, khả thám ướt cường độ liên kết bitum với bề mặt vật liệu khống dạng cácbonat tăng lên * Nhóm parafin: chất hyđrơcacbua dạng rắn Parafin có khả làm giảm khả phân tán hoà tan atfan vào nhóm khác, làm giảm tính đồng bitum Nếu nhiệt độ parafin tăng lên, nhiệt độ hố mềm, tính giịn bitum nhiệt độ thấp tăng lên, bitum hoá lỏng nhiệt độ thấp so với bitum không chứa parafin Tỉ lệ parafin bitum dầu mỏ đến 5% Tính chất bitum phụ thuộc vào thành phần tính chất hỗn hợp nhóm cấu tạo hố học Dựa vào nhóm cấu tạo hố học chia bitum dầu mỏ thành loại Bitum loại 1: nhóm atfan > 25%, nhựa < 24% dung dịch cacbon > 50% Bitum loại 2: có hàm lượng nhóm cấu tạo hố học tương ứng: < 18%; < 36% > 48% 93 Chương Chất kết dính hữu Bitum loại 3: 21-23%; 30-34% 45-49% Ba loại bitum có độ biến dạng khác Thành phần hoá học chúng thay đổi theo thời gian sử dụng kết cấu mặt đường 9.3.2 Các tính chất bitum quánh dùng xây dựng đường 9.3.2.1 Tính quánh (nhớt) Tính quánh bitum thay đổi phạm vi rộng Nó ảnh hưởng nhiều đến tính chát học hỗn hợp vật liệu khoáng với chất kết dính, đồng thời định cơng nghệ chế tạo thi công vật liệu Độ quánh bitum phụ thuộc vào hàm lượng nhóm cấu tạo nhiệt độ mơi trường Khi hàm lượng nhóm atfan tăng lên hàm lượng nhóm chất dầu giảm, độ quánh bitum tăng lên Khi nhiệt độ môi trường tăng cao, nhóm chất nhựa bị chảy lỏng, độ quánh bitum giảm xuống Để đánh giá độ quánh bitum người ta dùng tiêu độ cắm sâu kim (trọng lượng 100g, đường kính 1mm) dụng cụ tiêu chuẩn bitum nhiệt độ 25C giây Độ kim lún ký hiệu P, đo độ (1 độ 0,1mm) Trị số P nhỏ độ quánh bitum cang cao 9.3.2.2 Tính dẻo Tính dẻo đặc trưng cho khả biến dạng bitum tác dụng ngoại lực Tính dẻo tính quánh, phụ thuộc vào nhiệt độ thành phần nhóm Khi nhiệt độ tăng, tính dẻo tăng Ngược lại nhiệt độ giảm tính dẻo giảm, nghĩa bitum trở nên giịn Trong trường hợp đó, bitum dùng làm mặt đường hay kết cấu khác khác tạo thành vết nứt Tính dẻo bitum đánh giá độ kéo dài, kí hiệu L (cm) mẫu tiêu chuẩn dược xác định dụng cụ độ kéo dài Nhiệt độ thí nghiệm tính dẻo 25C, tốc độ kéo 5cm/phút Độ kéo dài lớn, độ dẻo cao 9.3.2.3 Tính ổn định nhiệt Khi nhiệt độ thay đổi, tính quánh, tính dẻo bitum thay đổi Sự thay đổi nhỏ, bitum có tính ổn định nhiệt độ cao Tính ổn định nhiệt bitum phụ thuộc vào thành phần hố học Khi hàm lượng nhóm atfan tăng, tính ổn định nhiẹt bitum tăng, hàm lượng nhóm atfan giảm tính chất giảm xuống Bước chuyển hoá bitum từ trạng thái rắn sang trạng thái quánh hoá lỏng, ngược lại từ trạng thái lỏng sang trạng thái quánh, hoá rắn xảy khoảng nhiệt độ định Do tính ổn định nhiệt bitum biểu thị khoảng nhiệt độ Khoảng biến đổi nhiệt độ, kí hiệu T, xác định cơng thức sau: T = Tm – Tc (8-2) Trong đó: Tm- nhiệt độ hoá mềm bitum, nhiệt độ chuyển bitum từ trạng thái quánh sang trạng thái lỏng Tc- nhiệt độ hoá cứng bitum nhiệt độ chuyển bitum từ trạng thái quánh sang trạng thái rắn Nếu T lớn, tính ổn định nhiệt bitum cao Trị số nhiệt độ hố mềm bitum ngồi việc dùng để xác định khoảng biến đổi nhiệt độ T, cịn có ý nghĩa thực tiễn lớn Trong xây dựng đường, người ta thường dùng bitum để rải mặt đường, gặp nhiệt độ cao, Tm khơng thích hợp, bitum bị chảy làm cho mặt đường có dạng sóng, dồn đống … trở ngại cho xe cộ lại 94 Chương Chất kết dính hữu Vì vậy, nhiệt độ hoá mềm tiêu kỹ thuật để đánh giá chất lượng bitum Nhiệt độ hoá mềm bitum xác định dụng cụ “vòng bi” Nhiệt độ hố cứng bitum xác định dụng cụ đo kim lún (Tham khảo GT/276) 9.3.2.4 Tính hố già bitum Do ảnh hưởng thời tiết mà tính chất thành phần hố học bitum bị thay đổi Người ta gọi thay đổi hố già bitum Ngun nhân tượng lượng nhóm atfan tăng lên Sự bay nhóm chất dầu làm tính qnh tính giịn bitum tăng lên, làm thay đổi cấu tạo phân tử, tạo nên hợp chất Q trình hố già bitum dẫn dến q trình hố già bê tơng atfan Độ giàn cao bitum làm xuất vết nứt lớp phủ mặt đường, tăng trình phá hoại ăn mịn Qua trình hố già lớp phủ mặt đường chia làm giai đoạn: GĐ1: cường độ tính ổn định biến dạng tăng GĐ2: bitum bắt đầu già, cấu trúc thay đổi, làm lớp phủ bị phá hoại Tuy vậy, hoá già bitum phát triển chậm, thường sau 10 năm sử dụng, hố già mức độ cao Tính hố già xác định trường mẫu thử thí nghiệm buồng khí hậu nhân tạo 9.3.2.5 Tính ổn định đun Khi dùng bitum người ta thường phải đun móng lên đến nhiệt độ 160C thời gian dài, dó thành phần dầu nhẹ bốc hơi, làm thay đổi tính chất bitum Các loại bitum dầu mỏ loại qnh sau thí nghiệm phải có hao hụt trọng lượng không lớn 1%, độ kim lún độ kéo dài thay đổi không lớn 40% so với vị trí số ban đầu 9.3.2.6 Nhiệt độ bốc cháy Trong đun bitum đến nhiệt độ định chất dầu nhẹ bitum bốc hồ lẫn vào mơi trường xung quanh tạo nên hỗn hợp dễ cháy Để xác định nhiệt độ bốc cháy, người ta dùng dụng cụ riêng Trong thí nghiệm, lửa lan khắp mặt bitum nhiệt độ lúc xem nhiệt độ bốc cháy Nhiệt độ bốc cháy bitum thường nhỏ 200C, Nhiệt độ tiêu quan trọng an tồn gia cơng bitum 9.3.2.7 Tính dính bám (liên kết) bitum với bề mặt vật liệu khoáng Sự liên kết bitum với bề mặt vật liệu khống có liên quan đến q trình thay đổi lí hố hai chất tiếp xúc tương tác với Sự liên kết đóng vai trò quan trọng việc tạo nên cường độ tính ổn định với nước, với nhiệt độ hỗn hợp bitum vật liệu khoáng Khi nhào trộn bitum với vật liệu khoáng, hạt khoáng thấm ướt băng bitum tạo thành lớp hấp phụ Khi phân tử bitum lớp hấp thụ tương tác với phân tử vật liệu khống lớp bề mặt Tương tác tương tác lí hố hay hố học 9.3.3 Yêu cầu kỹ thuật Bitum dầu mỏ loại quánh dùng xây dựng đường Nga, Trung Quốc thường chia làm mác 95 Chương Chất kết dính hữu Bảng 1.1 Mác Bitum dầu mỏ Các tiêu (200/300) Độ kim lún: 250c, giới hạn 00c, không nhỏ Độ kéo dài 250c, cm, không nhỏ Nhiệt độ hố mềm, 00c, khơng thấp Thí nghiệm liên kết với đá hoa hay cát Sự thay đổi nhiệt độ hoá mềm sau gia nhiệt, 00c, không lớn Hàm lượng hợp chất hồ tan nước, khơng lớn Nhiệt độ bốc cháy, 00c, không thấp Quy định theo mác (130/200) (90/130) (60/90) (40/60) 201-300 45 Không quy định 131-200 35 91-130 28 61-90 20 41-60 13 65 60 50 40 35 39 43 47 51 6 0.2 0.2 0.3 0.3 0.3 200 220 220 220 220 Trong xây dựng, loại bitum dầu mỏ xây dựng đường, cịn có loại bitum dầu mỏ xây dựng khác, bitum chế tạo sơn Tính chất vật lý kỹ thuật loại bitum ghi bảng 9-2 Bảng 1.2 Tính chất vật lý kỹ thuật loại bitum 9.3.4 Các tính chất bitum dầu mỏ lỏng dùng xây dựng đường 9.3.4.1 Độ nhớt Cũng bitum quánh, độ nhớt bitum lỏng phụ thuộc vào thành phần nhóm hoá học tỉ lệ lượng chất rắn chất lỏng dùng để pha loãng Khi bitum chứa nhiều nhóm chất nhựa, chất rắn chứa nhóm chất dầu độ nhớt tăng lên 96 Chương Chất kết dính hữu Độ nhớt bitum lỏng xác định nhớt kế (H13-7/281) Độ nhớt bitum lỏng đặc trưng thời gian để 50ml bitum lỏng chảy qua lỗ đáy dụng cụ có đường kính 5mm, nhiệt độ 60C 9.3.4.2 Phần cất (thành phần dễ bay hơi) Số lượng chất lượng phần cất tiêu gián tiếp biểu thị tốc độ đông đặc lại bitum lỏng mặt đường Nếu bitum lỏng chứa nhiều thành phần có nhiệt độ sơi thấp q trình đơng đặc bitum nhanh Để xác định phần cất bitum lỏng cần cất nhiệt độ khác nhau: 225C, 315C 360C Tính chất phần cịn lại sau cất đến nhiệt độ 360C đặc trưng cho loại bitum lỏng tính chất thời gian sử dụng mặt đường Các tính chất xác định với bitum đặc quánh Có thể xác định khả thi cơng (đặc lại) bitum lỏng tiêu lượng bay (%) nung bitum lỏng từ 60C đến 100C thời gian 1-5 tuỳ loại bitum lỏng Chỉ tiêu gần sát thực tế tiêu phần cất nêu 9.3.4.3 Yêu cầu kĩ thuật Bitum dầu mỏ loại lỏng dùng xây dựng đường Nga chia loại: đông đặc vừa đông đặc chậm Các tiêu kỹ thuật bitum lỏng, đông đặc vừa giới thiệu bảng 9-3, cịn loại đơng đặc chậm bảng 9-4 Bảng 1.1 Các tiêu kỹ thuật bitum lỏng, đông đặc vừa 97 Chương Chất kết dính hữu Bảng 1.2 Các tiêu kỹ thuật bitum lỏng, đông đặc chậm 9.3.5 Phạm vi sử dụng bitum dầu mỏ Bitum có tính qnh cao tốt, tính nhớt cao bitum đặc, bitum giịn khó thi cơng Vì mác bitum phải vào phương pháp thi công, thiết bị thi công, điều kiện khí hậu để chọn cho hợp lí Phạm vi sử dụng bitum quánh làm đường tham khảo bảng 9-5 Bảng 1.1 Phạm vi sử dụng bitum quánh làm đường 9.4 Nhũ tương xây dựng đường 9.4.1 Khái niệm phân loại nhũ tương 9.4.1.1 Khái niệm: Nhũ tương hệ thống keo phức tạp gồm chất lỏng khơng hồ tan với lẫn Trong đó, chất lỏng phân tán chất lỏng dạng giọt nhỏ li ti, gọi pha phân tán, cịn chất kỏng gọi mơi trường phân tan Để cho nhũ tương ổn định người ta cho thêm vào chất nhũ hoá- chất phụ gia hoạt động bề mặt Chất nhũ hoá hấp phụ bề mặt giọt bitum hay guđrông, làm giảm sức căng bề mặt mặt phân chia bitum hay guđrơng với nước Đồng thời tạo bề mặt giọt bitum màng mỏng kết cấu bền vững, có tác dụng nhăn cản kết tụ chúng, làm cho nhũ tương ổn định 98 Chương Chất kết dính hữu 9.4.1.2 Phân loại: *Căn vào đặc trưng pha phân tán môi trường phân tán, nhũ tương chia hai loại: + Nếu pha phân tán bitum hay guđrông, cịn mơi trường phân tán nước gọi nhũ tương dầu- nước (DN), hay gọi nhũ tương thuận + Nếu pha phân tán giọt nước, cịn bitum hay guđrơng mơi trường phân tán gọi nhũ tương nước- dầu (ND), hay cịn gọi nhũ tương nghịch * Căn vào chất nhũ hoá, nhũ tương chia làm loại sau: + Nhũ tương anion hoạt tính (nhũ tương kiềm)- dùng chất nhũ hoá muối kiềm axit béo, axit naftalen, nhựa hay axit sunfua, độ pH của nhũ tương từ 9-12 + Nhũ tương cation hoạt tính (nhũ tương axit)- dùng chất nhũ hố muối hợp chất amôniac bặc bốn, điamin,… độ pH nhũ tương nằm giới hạn từ 2-6 + Nhũ tương không sinh ion- loại nhũ tương dùng chất nhũ hố khơng sinh ion opanol (cao su tổng hợp), pôlyizôbutilen … độ pH = + Nhũ tuơng loại bột nhão dùng chất nhũ hố dạng bột vơ bột vôi tôi, đất sét dẻo, trepen, điatômit 9.4.2 Vật liệu để chế tạo nhũ tương 9.4.2.1 Chất kết dính Để chế tạo nhũ tương, dùng chất kết dính hữu bitum dầu mỏ loại đặc, loại lỏng guđrông than đá xây dựng đường Khi dùng chất nhũ hố dạng bột (bột vơi tơi, đất sét) dùng loại mác thấp, cịn xây dựng mặt đường vùng khí hậu nóng- dùng loại mác cao 9.4.2.2 Nước Nước dùng để chế tạo nhũ tương dùng chất nhũ hố anion hoạt tính phải nước mềm (nước có độ cứng khơng lớn 3mili đương lượng gam/lit) 9.4.2.3 Chất nhũ hoá Chất nhũ hoá chất hoạt tính bề mặt, phân tử bao gồm phần khơng mang cực tính gốc hyđrơcacbua phần có mang cực tính Chất có khả hấp thụ bề mặt giọt bitum hay guđrông làm cho nhũ tương ổn định, gốc hyđrơcacbua (nhóm khơng mang cực tính), nhóm kị nước, nên ln ln hướng đến pha có cực tính nhỏ bitum; cịn nhóm có cực tính nhóm ưa nước hướng vào nước Do cấu trúc phân tử chất hoạt tính bề mặt khơng đối xứng vậy, nên lớp bề mặt chúng định hướng phù hợp với quy luật cân cực tính làm giảm sức căng bề mặt mặt phân chia nước bitum, tức làm giảm khác sức căng bề mặt bitum nước Chất nhũ hoá sinh loại anion, hoạt tính, cation hoạt tính loại khơng sinh ion Ngồi chế tạo nhũ tương cịn dùng chất nhũ hố dạng bột vơ Những chất nhũ hố dạng bột vơ hay dùng vơi bột, vơi tơi, đất sét, đất hồng thổ Trong thực tế xây dựng đường, ứng dụng rộng rãi chất nhũ hố anion hoạt tính, để chế tạo nhũ tương thuận 9.4.2.4 Tính ổn định vận chuyển bảo quản Tính ổn định bảo quản đặc trưng cho khả nhũ tương bảo toàn tính chất nhiệt độ thay đổi, nghĩa không lắng đọng, không tạo thành lớp vỏ bảo tồn tính đồng khoảng thời gian định, thường xác định sau đến 30 ngày bảo quản Các loại nhũ tương có thành phần khác ổn định lúc bảo quản nhiệt độ từ +3C đến +40C 30 ngày Tính ổn định vận chuyển hay chịu tác dụng ngoại lực xác định khả nhũ tương bảo tồn tính chất chun chở thi cơng 99 Chương Chất kết dính hữu Để xác định tính ổn định bảo quản vận chuyển, lấy nhũ tương bảo quản sau ngày 30 ngày cho chảy qua sàng có kích thước lỗ sàng 0,14mm u cầu lượng cịn lại sàng khơng q 0,1% theo trọng lượng bảo đảm tính chất khác theo tiêu chuẩn nhà nước Tính ổn định vận chuyển kiểm tra theo tính chất bitum sau vận chuyển phải ddảm bảo yêu cầu kỹ thuật quy phạm 9.4.2.5 Tính dính bám màng chất dính kết với vật liệu khống Tính dính bám kiểm tra trị số bề mặt đá dăm phủ nhũ tương sau rửa mẫu thử nước nhiệt độ 100C Trị số bề mặt phải không nhỏ 75% - nhũ tương anion không nhỏ 95% - nhũ tương cation 9.4.2.6 Thành phần nhũ tương Ở nước ta dã nghiên cứu thành công bước đầu số nhũ tương thuận loại kiềm, dùng chất nhũ hố anion hoạt tính xà phòng bột, dầu gai, dầu sở, dầu trầu thành phần nhũ tương sau: 50% bitum số + 50% nước + (0,51)% xà phòng bột + (0,10,15)% NaOH 50% bitum số + 50% muối + (0,51,2)% dầu thực vật + (0,20,3)% NaOH Ngoài ra, cần chế tạo nhũ tương tham khảo thành phần nhũ tương Nga 9.5 Vật liệu lợp cách nước bitum 9.5.1 Giấy lợp Giấy lợp cuộn vật liệu lợp chế tạo cách dùng bitum dầu mỏ loại mềm tẩm lên giâý cactông, sau tráng mặt hay hai mặt băng bitum dầu mỏ khó chảy, rắc lên mặt lớp bột khống hay mica nghiền nhỏ Các tiêu kĩ thuật giấy lợp giới thiệu bảng 9-6 Theo công dụng, giấy lợp chia làm hai loại: giấy lợp giấy lợp đệm Theo dạng rải lớp vật liệu khoáng mặt, giấy lớp chia làm hai loại: giấy lợp có rải vật liệu khống hạt lớn giấy lợp có rải vật liệu khoáng dạng vảy 9.5.2 Vật liệu cách nước Để sản xuất vật liệu cách nước người ta thay cốt cactơng giấy amiăng, sau dùng dầu mỏ để tẩm Loại khơng có lớp tráng mặt Vật liệu cách nước sản xuất dạng cuộn Loại vật liệu dùng làm lớp cách nước cho cơng trình ngầm, làm lớp bảo vệ chống ăn mòn cho ống dẫn nước thép để chống thấm cho mái bằng, mặt cầu Căn vào tiêu chất lượng, vật liệu cách nước chia hai loại mác với tiêu quy định bảng 9-7 100 Chương Chất kết dính hữu Bảng 1.1 ác tiêu kĩ thuật giấy lợp 101 Chương Chất kết dính hữu Bảng 1.2 Mác vật liệu cách nước Câu hỏi ôn tập chương 1) Khái niệm phân loại chất kết dính hữu 2) Tính chất hố lý chất kết dính hữu 3) Trình bày vật liệu lợp cách nước 102 ... lợp có rải vật liệu khoáng dạng vảy 9. 5.2 Vật liệu cách nước Để sản xuất vật liệu cách nước người ta thay cốt cactơng giấy amiăng, sau dùng dầu mỏ để tẩm Loại khơng có lớp tráng mặt Vật liệu cách... tử với bề mặt vật liệu khống yếu Vì vậy, chất kết dính thấm ướt tốt vật liệu khống lực hút phân tử chúng yếu lực dính bám chất dính kết với bề mặt vật liệu khoáng mạnh Những vật liệu khoáng ghét... bitum dầu mỏ xây dựng đường, cịn có loại bitum dầu mỏ xây dựng khác, bitum chế tạo sơn Tính chất vật lý kỹ thuật loại bitum ghi bảng 9- 2 Bảng 1.2 Tính chất vật lý kỹ thuật loại bitum 9. 3.4 Các tính