Nhũ tương nhựa đường là sản phẩm tạo ra từ quá trình hòa trộn theo tỷ lệ thích hợp nhựa đường đặc với các chất tạo nhũ và nước dưới dạng nhũ ổn định.
Nhựa đường đặc là sản phẩm thu được từ công nghệ lọc dầu mỏ; bao gồm các hợp chất hydrocacbua cao phân tử như : CnH2n+2 ,CnH2n , hydrocacbua thơm mạch vòng (CnH2n-6) và một số dị vòng có chứa oxy, ni tơ và lưu huỳnh .
Theo cấu trúc hạt keo, nhũ tương nhựađường có thể phân thành các loại là nhũ tương nhựa đường nghịch và nhũ tương nhựa đường thuận. Theo tính chất dính bám với đá, nhũ tương nhựa đường lại được phân thành nhũ tương nhựa đường tính kiềm (dính bám tốt với đá gốc vôi) và nhũ tương nhựa đường tính axít (dính bám tốt với đá gốc
37
silic). Dựa trên tính phổ biến sử dụng tại Việt Nam,tài liệu này chỉ đề cập đến loại nhũ tương nhựa đường thuận tính axit.
- Ở trạng thái tự nhiên, nhũ tương nhựa đường có dạng lỏng, màu nâu sẫm, đồng đều. - Tùy theo tốc độ phân tách, nhũ tương nhựa đường có thể chia thành 03 loại gồm : + Nhũ tương nhựa đường phân tách nhanh
+ Nhũ tương nhựa đường phân tách vừa + Nhũ tương nhựa đường phân tách chậm
Ứng dụng của nhũ tương nhựa đường là vật liệu để phục vụ thi công đường bộ và các công trình giao thông. Nhũ tương nhựa đường lỏng thường được sử dụng để tưới mặt đường hoặc để làm các lớp dính bám giữa hai lớp bê tông nhựa.
Sản phẩm nhựa đường nhũ tương:
Mác Mô tả Ứng dụng Nhiệt độ CRS Nhựa đường nhũ tương axit phân tách nhanh - Láng mặt một lớp. - Láng mặt nhiều lớp. - Tưới nhựa rắc cát.
- Mặt đường thấm nhập đá dăm macadm : lớp đá răm có độ rỗng nhỏ.
- Tồn trữ: 25-65oC - Rải, phun, tưới: 50-75oC CMS Nhựa đường nhũ tương axit phân tách trung bình - Xử lý vết nứt bề mặt - Hỗn hợp đá nhũ tương trộn nguội, vá ổ gà - Tồn trữ: 25-65oC - Rải, phun, tưới: 50-75oC -Trộn nguội: nhiệt độ thường CSS Nhựa đường nhũ tương axit phân tách chậm - Hỗn hợp vữa nhựa
- Phun lên bề mặt đường cũ để hạn chế sự bong bật của các hạt cốt liệu
- Dùng làm lớp thấm bám giữa các lớp bê tông nhựa hoặc giữa mặt đường cũ và lớp bê tông nhựa
- Xử lý phủ bụi
- Xử lý vết nứt bề mặt
- Tồn trữ: 25-65oC - Rải, phun, tưới: 50-75oC
Các chỉ tiêu kỹ thuật:
Chỉ tiêu Yêu cầu kỹ thuật
CRS-1 CRS-2 CMS-2 CMS-2h CSS-1 CSS-1h
Độ nhớt Saybolt Furol, 50oC, s
38
Độ ổn định lưu kho trong 24h, %
Max 1.0 Max 1.0 Max 1.0 Max 1.0 Max 1.0 Max 1.0 Lượng hạt quá kích
cỡ, %
Max 0.1 Max 0.1 Max 0.1 Max 0.1 Max 0.1 Max 0.1
Điện tích hạt Dương Dương Dương Dương Dương Dương
Độ khử nhũ, % Min 40 Min 40 - - - -
Hàm lượng dầu, % Max 3.0 Max 3.0 Max 12 Max 12 - -
Thử nghiệm trộn xi măng, %
- - - - Max 2.0 Max 2.0
Hàm lượng nhựa, %
Min 60 Min 65 Min 65 Min 65 Min 57 Min 57
Độ lún kim ở 25oC, 100g, 5 giây, 1/10 mm 100-250 100-250 100-250 100-250 100-250 40-90 Độ kéo dài ở 25oC, cm
Min 40 Min 40 Min 40 Min 40 Min 40 Min 40 Độ hòa tan trong
tricloethylene, % Min 97.5 Min 97.5 Min 97.5 Min 97.5 Min 97.5 Min 97.5
Trong quá trình vận chuyển và lưu trữ phải đảm bảo để nhựa đường không bị mất ổn định về cấu trúc cơ học và không bị nhiễm bẩn.
Tránh gây áp suất lớn cho các téc, bồn hay thùng chứa nhựa đường nhũ tương. Kiểm tra xe bồn/ thùng trước khi bơm cấp nhựa đường nhũ tương để đảm bảo thiết bị chứa sạch
Tuyệt đối không được pha thêm nước vào nhựa đường nhũ tương. 2.3.1.
Hỗn hợp gồm hai chất lỏng (nhựa đường và nước) không hòa tan lẫn nhau mà do sự phân tán của chất lỏng này vào trong chất lỏng kia để tạo thành những giọt ổn định (đường kính 0,1 – 0,5 micromet) nhờ sự có mặt của chất nhũ hóa có hoạt tính bề mặt.
Khi nhũ tương nhựa đường được trộn với cốt liệu khoáng hoặc được phun lên bề mặt đường, nước sẽ bốc hơi, chất nhũ hóa thấm vào cốt liệu khoáng, nhũ tương nhựa đưỡng sẽ bị phân tách, những hạt nhựa đường nhỏ li ti sẽ dịch lại gần nhau hình thành lớp mỏng, dày đặc trên bề mặt các hạt cốt liệu khoáng.
Thành phần của nhựa đường rất phức tạp bao gồm các hợp chất hydrocacbua cao phân tử như CnH2n+2 , CnH2n , hydrocacbua thơm đa vòng, một số dị vòng có chứa oxy, nito, lưu huỳnh, hydrosunfua.
Các hợp chất gồm 3 – 7 (thường là 4 – 6) vòng hợp lại, với trọng lượng phân tử trong phạm vi 200 – 450 là các chất có hoạt tính gây ung thư. Tuy nồng độ các chất này
39
rất thấp không thể gây nguy hiểm đến sức khỏe nhưng cần phải chú ý đối với những người thường xuyên tiếp xúc và sử dụng nhựa đường.
Khi nhựa đường được gia nhiệt trong các phương tiện tồn chứa hoặc trộn với cốt liệu nóng, các loại khí sẽ bay lên. Các loại khí đó chứa các chất đặc biệt, hơi hydrocacbon và một số lượng nhỏ Hydro sunfua. Khi làm việc ngoài trời lượng hydro sunfua quá thấp không đủ để gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Tuy nhiên hydro sunfua có thể tích lũy tới nồng độ gây tử vong cho người ở trong các bồn chứa nhựa đường nóng.
Sử dụng nhựa đường nhũ tương sẽ giảm đi một lượng nhựa đường, giảm đi các hàm lượng độc tố có trong nhựa đường. Khi nhựa đường nhũ tương được trộn với cốt liệu khoáng hoặc đượng phun lên bề mặt đường, nước sẽ bốc hơi, chất nhũ hóa thấm vào cốt liệu khoáng, nhựa đường nhũ tương sẽ phân tách, những hạt nhựa đường nhỏ li ti sẽ dịch lại gần nhau hình thành lớp mỏng, dày đặc trên bề mặt các hạt cốt liệu khoáng. Nhờ giảm ô nhiễm môi trường và an toàn sức khỏe con người.
Nhiệt độ để bảo quản nhựa đường nhũ tương thấp hơn nhựa đường nóng: nhỏ hơn 25 – 65 oC, giảm được chi phí cho bảo ôn đường ống, bể chứa và lượng nhiệt.
2.3.2. Phân loại
Nhũ tương cation: điện tích bao quanh hạt nhựa đường là điện tích dương. Khi có dòng điện chạy qua các hạt nhựa sẽ dịch chuyển về phía catode.
Nhũ tương anion: điện tích bao quanh hạt nhựa đường là điện tích âm. Khi có dòng điện chạy qua các hạt nhựa sẽ dịch chuyển về phía anode.
Nhũ tương không chứa ion: chứa các hạt trung tính không dịch chuyển về phía điện cực nào khi có dòng điện chạy qua. Loại này rất ít gặp
Nhũ tương được ổn định bằng đất sét: chất nhũ hóa là bột mịn đất sét hoặc betonite. Loại này được sử dụng nhiều trong công nghiệp hơn trong xây dựng.
Căn cứ theo chất nhũ hóa thì nhựa đường nhũ tương được chia làm 2 loại:
Nhũ tương nhựa đường gốc axit cationic emulsified asphalt: là nhũ tương nhựa đường có sử dụng chất nhũ hoá là các muối có nguồn gốc axit, nhũ tương nhựa đường gốc axit có độ pH = 2 – 6. Bám dính tốt với đá gốc silic. Ở Việt Nam sử dụng phổ biến nhũ tương nhựa đường gốc axit.
Căn cứ vào mục đích xây dựng, công nghệ thi công, điều kiện khí hậu nơi xây dựng và tuân thủ các tiêu chuẩn thử nghiệm, thi công, kiểm tra và nghiệm thu mà người ta lựa chọn mác nhũ tương nhựa đường axit khác nhau (phân tách nhanh, trung bình, chậm). [TCVN 8817-1:2011]
Nhũ tương nhựa đường gốc kiềm anionic emulsified asphalt: là nhũ tương nhựa đường có sử dụng chất nhũ hoá là các muối có nguồn gốc kiềm, nhũ tương nhựa đường gốc kiềm có độ pH = 9 – 12. Bám dính tốt với đá gốc vôi.
40