Ảnh Hưởng Styrene-Butadiene-Styrene Đến Các Chỉ Tiêu Kỹ Thuật Của Nhựa Đường 60/70 (phần 2)

hoadaumiennam.com.vn giới thiệu Ảnh Hưởng Styrene-Butadiene-Styrene Đến Các Chỉ Tiêu Kỹ Thuật Của Nhựa Đường 60/70 (phần 2)

Ngày đăng: 29-10-2016

1,057 lượt xem

Vật liệu và phương pháp thí nghiệm
Nhựa đường 60/70 và phụ gia SBS
Các phân tử SBS sẽ nhanh chóng tham gia vào cấu trúc phân tử dạng mạch nhánh của nhựa đường và làm thay đổi các tính chất của chúng ở nhiệt độ thích hợp và ở tốc độ cao. Tuy nhiên, nếu cho quá nhiều SBS sẽ dẫn tới sự phân tách giữa polime và nhựa đường, làm hỗn hợp không đồng nhất [7]. Để đánh giá ảnh hưởng của SBS đối với nhựa đường thông thường, Baha Vural Kok và các đồng nghiệp đã thay đổi tỷ lệ SBS/nhựa từ 2 đến 5% [8], Ali Khodaii và Amir Mehrara thì dùng tỷ lệ 4 đến 6% [9]. Vì vậy, hàm lượng phụ gia SBS/nhựa theo khối lượng thay đổi từ 2,4,6 và 8% trong nghiên cứu này
Nhựa đường có mác 60/70 (Hình 1a) sử dụng trong nghiên cứu này được cung cấp bởi Tập đoàn Xăng dầu Việt Nam (Petrolimex). Nhựa đường 60/70 này có các chỉ tiêu cơ lý cơ bản được thí nghiệm và thể hiện trong Bảng 1

Bảng 1. Các chỉ tiêu cơ lý của nhựa đường 60/70

Hình 1: Nhựa đường 60/70 và SBS cung cấp bởi Petrolimex

SBS dùng trong nghiên cứu này là SBS mạch  thẳng, cũng được cung cấp bởi Petrolimex. SBS này là sản phẩm thương mại có màu trắng, kích thước khoảng
0.5 cm được nhập từ Đức (Hình 1b).
2.2. Qúa trình trộn SBS với nhựa đường 60/70
Trộn SBS và nhựa đường 60/70 là một quá trình khá phức tạp, chỉ một tỷ lệ nhỏ SBS cũng làm biến đổi các tính chất cơ lý của nhựa đường 60/70 một cách đáng kể. Để đảm bảo sự phân bố đồng đều SBS trong quá trình nhào trộn, khối lượng nhựa đường 60/70 tối thiểu trong mỗi lần trộn mẫu là 2kg, quá trình trộn thể hiện qua các bước sau:
Bước 1: Nhựa 60/70 đặt trong tủ sấy khoảng 1,5 giờ ở 1600C÷1700C.
Bước 2: Cân nhựa 60/70 sau khi đã gia nhiệt bằng cân điện tử có độ chính xác 0,1g và cân SBS theo khối lượng nhựa thay đổi từ 2,4,6, 8% (Hình 2a và hình 2b).
Bước 3: Trộn hỗn hợp nhựa và SBS bằng máy khuấy có hệ thống gia nhiệt GLASCOL (Hình 2c và 2d):
• Tốc độ quay ban đầu là 1000 vòng/phút, sau đó 5÷10 phút tăng dần lên 3000 vòng/phút. Khi nhiệt độ nhựa 60/70 đạt 1750C÷1800C thì tắt bộ gia nhiệt, tăng tốc độ vòng quay lên 3600 vòng/phút, để thiết bị hoạt động trong vòng 05 phút để ổn định nhiệt.
• Cho từ từ SBS vào thiết bị để trộn với nhựa, giữ tốc độ từ 3600÷3800 vòng/phút trong 05 phút tiếp  theo. Tăng tốc độ quay lên 3800÷4000 vòng/phút trong khoảng 30 phút rồi kết thúc quá trình trộn, và đổ mẫu vào lon chứa.
2.3. Các chỉ tiêu kỹ thuật của nhựa đường polime
Theo 22 TCN 319-04 [10], nhựa đường polime cần phải kiểm tra 11 chỉ tiêu trước khi đem vào sử dụng trong công trình. Tuy nhiên, trong nghiên cứu này,  6  chỉ tiêu quan trọng như độ kim lún, nhiệt độ hóa mềm, độ đàn hồi, độ nhớt, độ ổn định lưu trữ và độ dính bám với đá được tiến hành thí nghiệm với 4 hàm lượng SBS khác nhau (2,4,6 và 8%).

Hình2: Một số hình ảnh quá trình trộn nhựa và SBS

Chỉ tiêu đầu tiên quan tâm là độ kim lún để đánh giá tính quánh của nhựa đường polime. Kết quả giá trị kim lún (đơn vị 0.1mm) thí nghiệm theo TCVN 7495- 2005 [11] được thể hiện ở Hình 3. Kết quả cho thấy độ kim lún giảm khi tăng hàm lượng SBS, điều này chứng tỏ khi hàm lượng SBS tăng lên thì hỗn hợp nhựa có xu hướng cứng hơn.
Trị số nhiệt độ hóa mềm (đơn vị 0C) của nhựa đường thí nghiệm theo TCVN 7497-2005 [12] nhằm xác định khoảng biến đổi nhiệt độ khi nhựa đường chuyển tử trạng thái rắn sang lỏng. Kết quả ở Hình 3 cho thấy nhiệt độ hóa mềm tăng theo hàm lượng SBS, thay đổi từ 520C đến 940C.
Độ đàn hồi (đơn vị %) của nhựa đường là tỷ số giữa biến dạng hồi phục sau khi mẫu được kéo dài với chiều dài quy định. Độ đàn hồi phụ thuộc vào nhiệt độ và thành phần nhóm trong nhựa đường, khi nhiệt độ tăng thì độ đàn hồi cũng tăng và ngược lại. Chỉ tiêu này được tiến hành thí nghiệm theo 22 TCN 319-04 [10], và kết quả thể hiện ở Hình 3.
Thí nghiệm xác định độ nhớt (đơn vị Pa.s) ở 1350C bằng nhớt kế Brookfield được thí nghiệm theo TCVN 7502-2005 [13]. Kết quả thí nghiệm thể hiện trong Hình 3 cho thấy rằng, khi hàm lượng SBS tăng lên làm cho nhựa có độ nhớt cao hơn, điều này đồng nghĩa với việc phải gia công nhựa ở nhiệt độ cao  hơn.
Độ ổn định lưu trữ (đơn vị 0C) nhằm đánh giá sự tương thích giữa hai pha (nhựa đường và polime). Chỉ tiêu này được thực hiện theo 22TCN 319-04 [10], và kết qủa thí nghiệm được thể hiện trong Bảng 2. Kết quả cho ta thấy sự tách pha rõ rệt ở hai hàm lượng 6% và 8% SBS.