NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG VÔI VÀ XI MĂNG THAY THẾ BỘT ĐÁ TRONG HỖN HỢP BTN C12,5 NHẰM CẢI THIỆN KHẢ NĂNG DÍNH BÁM ĐÁ - NHỰA

Abstract

1 TRÍCH YẾU LUẬN VĂN THẠC SỸ Tên đề tài: Nghiên cứu khả năng sử dụng vôi và xi măng thay thế bột đá trong hỗn hợp BTN C12,5 nhằm cải thiện khả năng dính bám đá - nhựa Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật xây dựng đường ô tô Mã số: 8580205 Họ và tên học viên: Nguyễn Bá Tuấn. Khóa: K7CH1DO41 Người hướng dẫn khoa học: TS. Bùi Thị Quỳnh Anh Đơn vị công tác của người hướng dẫn KH: Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải 1. Tính cấp thiết của đề tài Hư hỏng mặt đường nhựa hiện nay là một trong những vấn đề cấp thiết ở Việt Nam. Có nhiều nguyên nhân gây ra hư hỏng nhiều loại mặt đường, trong đó hư hỏng do sự bám dính giữa cốt liệu và nhựa đường cũng là một trong những nguyên nhân phổ biến, đặc biệt là đối với các mặt đường láng nhựa. Sự suy giảm khả năng dính bám đá-nhựa thường xuất hiện ở dạng bong tách mặt đường, dẫn đến tạo ra các ổ gà, gây mất an toàn cho các phương tiện tham gia giao thông, làm giảm khả năng thông hành của tuyến đường. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến suy giảm khả năng dính bám đá-nhựa trong đó đặc tính của cốt liệu (đá dăm) dùng làm BTN đóng vai trò quan trọng. Các loại đá khác nhau tác động khác nhau rất nhiều đến độ kết dính của nhựa đường. Do ái lực của các đá khác nhau tạo ra với nhựa đường là khác nhau. Phần lớn cốt liệu được phân thành hai nhóm “ưa nước” hay „kỵ dầu”. Thông thường, các loại đá có tính axit “ưa nước” hơn các loại đá có tính bazơ. Nếu bề mặt của đá bị ướt do đó nhựa đường rất khó bám vào bề mặt của đá. Ngoài ra, nước lại có khả năng xâm nhập vào giữa lớp màng nhựa và bề mặt đá, tách nhựa đường ra khỏi đá. Do vậy, các loại đá có hàm lượng oxit silic cao như thạch anh, granit (đá axit) thường khó phủ nhựa và dính bám kém với nhựa, trong khi đó, các loại đá có hàm lượng oxiy silic cao như đá bazan hay diabase (đá bazơ) lại dễ dàng phủ nhựa và dính bám rất tốt với nhựa. Đặc thù cốt liệu đá miền Trung, miền Nam chủ yếu là đá granit, có hàm lượng silica cao, khả năng dính bám đá - nhựa sẽ kém hơn so với đá vôi (mặc dù cường độ của đá gốc có cao hơn). Tỉnh Nghệ An cũng có một số mỏ đá, nhưng đa phần không2 đạt về chỉ tiêu độ dính bám. ột số mỏ đá còn lại có độ dính bám đạt yêu cầu th chất lượng không đ ng nhất giữa các vỉa đá hoặc thành phần pha tạp. Do vậy, các nhà đầu tư, nhà thầu gặp nhiều khó khăn trước việc tập kết đá đạt yêu cầu để sản xuất BTN. Để cải thiện dính bám giữa đá và nhựa, trên thế giới và tại Việt Nam cũng có rất nhiều cách khác nhau như sử dụng cốt liệu đá bazơ, sử dụng loại bột khoáng phù hợp, bổ sung thêm phụ gia, sử dụng nhựa đường cải tiến. Tuy nhiên, việc sử dụng nhựa đường cải tiến và các loại phụ gia tổng hợp th giá thành thường cao. Việc sử dụng các loại đá bazơ không có sẵn ở địa phương th chi phí vận chuyển rất lớn. Do vậy, việc sử dụng loại bột khoáng thích hợp thường mang lại nhiều lợi ích về kinh tế và kỹ thuật. Bột khoáng là thành phần quan trọng trong hỗn hợp BTN. Nó có tác dụng làm cứng nhựa đường và tạo nên hỗn hợp mastic có nhiều tính năng ưu việt như tăng độ ổn định, tăng độ bền trong môi trường ẩm ướt, giảm nứt nẻ và trượt tr i… ột số nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng, sử dụng xi măng và vôi thay thế cho bột đá thông thường có thể cải thiện dính bám giữa đá và nhựa. Bởi đối với đá axit như đá granit nếu có nước tại mặt tiếp xúc đá-nhựa, ion canxi (tạo ra bởi vôi và xi măng) trong dung dịch làm cho bề mặt đá trở nên có tính bazơ hơn và cân bằng điện hóa buộc nước bị đẩy khỏi mặt tiếp xúc đá-nhựa. Từ đó, làm tăng tính dính bám giữa đá và nhựa, tăng cường liên kết tại mặt tiếp xúc. Ở Việt Nam, ThS. Nguyễn Thanh Lập đã sử dụng một số loại phụ gia tăng dính bám cho bê tông nhựa phù hợp với đặc thù cốt liệu và khí hậu tại khu vực Miền Trung - Tây Nguyên. Kết quả cho thấy khi cho thêm một số loại phụ gia tổng hợp và phụ gia khoáng (như vôi và xi măng) mang lại hiệu quả tăng khả năng dính bám đá nhựa. Tuy nhiên, tính đến thời điểm hiện tại, ở Việt Nam chưa có nghiên cứu nào đánh giá sự cải thiện dính bám của cốt liệu đá axit và nhựa trong hỗn hợp BTNC sử dụng vôi và xi măng làm bột khoáng thay thế cho bột đá. V vậy, đề tài “Nghiên cứu khả năng sử dụng vôi và xi măng thay thế bột đá trong hỗn hợp BTN C12,5 nhằm cải thiện khả năng dính bám đá - nhựa” từ đó đề xuất, nghiên cứu áp dụng, ứng dụng tại Nghệ An nói riêng và các tỉnh miền Trung và miền Nam Việt Nam nói chung là rất cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 2. Mục đích nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu khả năng sử dụng vôi và xi măng thay thế bột đá trong hỗn hợp BTN C12,5 nhằm cải thiện khả năng dính bám đá - nhựa.3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu của đề tài: BTN C12,5 sử dụng Đá granit ở Nghệ An, vôi bột Hà Nam, xi măng Hoàng Thạch PC40, nhựa đường 60/70 Petrolimex và BTN C12,5 sử dụng bột đá thông thường để đối chứng. b) Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Đánh giá khả năng sử dụng vôi và xi măng thay thế bột đá trong hỗn hợp BTN C12,5 nhằm cải thiện khả năng dính bám của cốt liệu đá granit ở Nghệ An thông qua thí nghiệm một số chỉ tiêu cơ lý. Người hướng dẫn khóa học Học viên TS. Bùi Thị Quỳnh Anh Nguyễn Bá Tuấn