Chương 1: TÔNG QUAN NGHIÊN CỨU SỬ DUNG PHE THALNHU'A LAM PHỤ GIÁ TĂNG CƯỜNG ĐẶC TÍNH CƠ HOC CUA BE TONG ASPHALT i sit dụng nhựa phế thải làm phụ gia cho bê tông asphalt có giá trị thực tỉ vừa tận dụng vật liệu địa phương, tiết kiệm tải nguyên, giảm ö nhiễm môi trưởng, nâng cao chất lượng mặt đường. Sử dụng nhựa phế thải là một trong các chương trình nghiên cứu tái chế chất thải rắn đã được nhiều nước quan tâm. Ở Việt Nam cho đến nay chưa có những nghiên cứu toàn điện về sử dụng nhựa phế thải làm phụ gia cho. bê tông asphalt trong ngành đường bộ.
Chương | tap tung phan ti tông quan về tái sử dụng phế thải nhựa làm phụ gia tăng cường đặc tính cơ học của bê tông asphalt trên thể giới để đề xuất định hướng nghiên cửu ở Việt Nam.1 Phy gia cho bé tong asphalt 1.11 Các loại phụ gia cho bê tong asphalt Các thuật ngữ "phụ gia- additive " và "cái thiện- modilier" chỉ các chất phụ gia, bao gồm bắt kỳ vật liệu nào được thêm vào nhựa đường, hoặc hỗn hợp đá-nhựa. Phu gia có mục đích c: in đặc tính khai thác và tuổi thọ của mặt đường hoặc éu bao trì bảng cách cải thiện các tính chất của nhựa đường hoặc hỗn hợp đá-nhựa nóng, hoặc cả hai [76|. Có nhiều loại phụ gia cho bê tông asphalt dược sử dụng với các mục đích khác nhau: — Phụ gia chống lại biến dạng không hồi phục (Anli-Ruting, Permanent deformation) làm tăng cường độ kháng cắt của hỗn hợp. —_ Phụ gia chống nứt (Anti-Cracking): Chống nứt mỏi dưới tác dụng của tải trong, chống nứt ở nhiệt độ thấp, nứt mỏi nhiệt.
—_ Phụ gia tăng dính bám nhựa bitum với cốt liệu (Anti-Stripping): Chống lại tác động của nước làm mắt liên kết đá-nhựa. — Phy gia chéng 6 xi héa (Antioxidants). —_ Ngoài ra còn có các loại phụ gia với các tác dụng như chồng chảy nhựa, giảm độ nhớt của nhựa trong quả trình sản xuất, thi công bê tông asphall,. Có 2 công nghệ thưởng sử dụng dễ trộn phụ gia cho bê tong asphalt li công nghệ trộn uot (Wet Process) va công nghệ trộn khô (Dry Process).
7 = Céng nghé tr6n wat: Phy gia được định lượng sau đó trộn với nhựa ở nhiệt độ cao và tốc độ khuấy trộn lớn. Có thể trộn tại nhà máy để tạo thành các loại nhựa cải tiến hoặc nhựa polymer. Có thể trộn ngay tại trạm bê tông asphalt bằng các thiết bị lắp đặt thêm. Công nghệ này có hiệu quả sử dụng phụ gia cao, chất lượng dồng.
Tuy nhiên giá thành cao hơn vì phải sử dụng thêm nhiệt và công khuấy trộn. Mặt khác vì trộn vào trong nhựa nên thời gian sử dụng của nhựa cải tiền sẽ bị hạn chế, cần phải có những trạm tổn chứa, nhựa cải tiến đễ bị phân tẳng, phụ gia nỗi lên bề mặt: — _ Công nghệ trộn khô: Phụ gia được định lượng ngay tại tram trộn sau đó được trộn với cốt liệu dã dược rang nóng và hỗn hợp phụ gia-cót liệu tiếp tục được trộn với nhựa dường. Theo công nghệ này thì phụ gia nóng chảy sẽ bao bọc cốt liệu làm. tăng khả năng liên kết đá-nhựa.
Một phẩn nhỏ phụ gia sẽ tác dụng với nhựa dường. thành nhựa cải tiến và 1 phẫn sẽ đóng vai trò như cốt liệu. Ưu diểm của công nghệ này là dơn giản, linh hoạt, không dòi hồi thiết bj dat tid giá thành rẻ, có thể sử dụng với khối lượng không lớn khi sửa chữa mặt đường, không phải tồn chứa. Tuy nhiên công nghệ này có nhược điểm là chất lượng khó dỗng đều, khỏ phát huy hết tác dụng của phụ gia.2 Sử dụng phụ gia cho bê tong asphalt 6 Liệt Nam 'Việc sử dụng phụ gia tăng dính bám dá-nhựa (còn gọi là phụ gia kháng bong tách) cho BTN khi cốt liệu có độ dính bám kém lä một trong những giải pháp hữu hiệu dễ giảm thiểu nguy cơ hư hỏng mặt đường TYTN do tác động của nước.
THiện nay ở Việt Nam đang phổ biến sử dụng các loại phụ gia tăng dính bám đá-nhựa là ToughFix, ToughFix Hyper, WetfixBF,.cho két quả tốt. Công nghệ bê tông nhựa polymer đã được áp dụng ở Việt Nam từ năm 2006 bằng tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu mặt đường bê tông nhựa polymer 22TCN 356-06. Nhựa polymer là nhựa thường được trộn thêm các loại phụ gia lại nhà máy. BTN polymer có các đặc tính cơ học như chồng biển dạng không hỏi phục, chống nứt, tăng dinh bám tốt nên được áp dụng ở những đường chịu tai trọng nặng.
Công nghệ bê tông nhựa epoxy dùng phụ gia epoxy cũng dược Trần Thị Cảm Hà Trường Đại học GTVT nghiên cứu áp dụng. Bê tông nhựa epoxy có những tru điểm có khả năng chống lún vệt bánh xe và chống mỏi tốt là lựa chọn hàng đầu cho các lớp mặt đường cấp cao chịu tải trọng nặng ở Việt Nam. 8 Có nhiều loại phụ gia cải tiến nhựa đẻ nâng cao khả năng chống lún vệt bánh xe của BTN đang được sử dụng ở Việt Nam như SBS, SBR, TPP, PRPlast,. trong đó phổ biến và kinh tế nhất là phụ gia SBS (STYRENE-BUTADIENE -STYRENE).
Đề quá trình polymer hóa nhựa đường bằng phụ gia SBS có các cách như trộn trong nh may, trộn với nhựa tại trạm và trộn với cốt liệu khi sản xuất BTN tại trạm trộn. Phân tích về kinh tế - kỹ thuật phủ hợp với điều kiện thiết bị và công nghệ hiện có ở Việt Nam, nhóm nghiên cứu Trường Dại học GTVT phát triển phương pháp khô SBS tai tram khi sản xuất BTN. Phương pháp này đã dược áp dụng cho. t quả tốt tại một số dự án và đã được Bộ GTVT cho phép biên soạn thành tiêu chuân kỹ thuật tam thời thiết kế, thi công và nghiệm thu BTN chặt thông thường có sử dụng phụ gia SBS trộn với cốt liệu nóng tại trạm trộn sử dụng cho các dự án |9|.
Thiết bị định lượng và phun phụ gia theo phương pháp trộn khô c “Trường Đại học GTVT phát triển có thể nói là hướng mới trong việc sit dung các thiết bị đơn giản nhưng hiệu quả để đưa phụ gia trong quá trình sản xuất bê tông asphalt mà phụ gia phế thải nhựa là một hướng khả thi, có ý nghĩa kinh tế, xã hội cũng như đáp ứng được các tiêu chuân kỹ thuật của bé tng asphalt. Cho đến nay đã có bảng trăm kilomet mặt đường bê tông asphalt sử dụng công nghệ trộn khô phụ gia SBS tại trạm được thì công và chat lượng khai thác tốt. Các loại phụ gia tro bay, cao su sử dụng cho bê tông asphalt dược PGS.TS Phạm Iiữu. Tlanh _ Trưởng Dại học Xây dựng nghiên cứu cho kết quả tốt.
Nghiên cứu sử dụng. phụ gia lưu huỳnh trong bê tông asphalt cũng được các tác giả ở Trường Dại học GTVT PGS.TS Nguyễn Văn Tùng, NCS Nguyễn Thu Trang thực hiện, kết quả nghiên cứu góp phần giảm tác động đến môi trường, tiết kiệm tải nguyên. Vũ Phương Thảo - Trường Đại học GTVT và các kỹ sư Đà Nẵng cũng đã nghiên cứu sử dụng sợi thủy tinh tăng cường đặc tính cơ học và khả năng chống kéo của bẽ tông asphalt. Ngoài ra các loại phụ gia chống chảy nhựa dạng sợi Cellulose, sợi phân tán, phụ gia giảm độ nhớt của nhựa cũng đã được sử dụng tại Việt Nam.
Tuy nhiên các nghiên cứu trên chỉ với các loại phụ gia thành phẩm, chưa có nghiên cứu toàn diện về bê tông asphalt sử dụng phụ gia phế thải nhựa.2 Các loại phế thải nhựa. Nhựa có trong rác thải và rác thải có ở khấp mọi nơi, từ thành phó đến nông thôn gây những tác hại nghiêm trọng đến môi trường sinh thái (Hình 1. Những tái chế nhựa sử dụng trong sinh hoạt hàng ngày là nguồn gây bệnh cho con người. 9 a) Rac sinh hoạt b) Rác y tế sau xử lý Hình 1.
1: Rác thải chứa phế thải nhựa Polyethylene (PE) là nhóm nhựa phổ biển nhất sử dụng trong sinh hoạt và công nghiệp. PE là một hợp chất hữu cơ (poly) gồm nhiều nhóm etylen CH--CH: liên kết với nhau bằng các liên kết hydro nội phân tử, PE màu trắng, hơi trong, không dẫn điện và không dẫn nhiệt, không cho nước và khí thấm qua. Ở nhiệt độ cao hon 70°C PE hỏa tan kém trong các dung môi như toluen, xilen, amilacetal, trieloetylen, dầu thông. dầu khoáng.
Dù ở nhiệt độ cao, PE cũng không thể hỏa tan trong nước, trong. các loại rượu béo, acelon, ête etylic, glicerin và các loại dầu thảo mộc. Tựa vào khối lượng phân tử, tỷ trọng, độ kết tỉnh vả mức độ khâu mạch mả PT: dược chia thành tầm loại: VI.DPF (PF tỷ trong rat thấp): LDPF: (PF: tỷ trọng thấp - Low Density Polyethylene); LLDPE (PE ty trong thap mach thing); MDPF: (PF ty trong trung bình); IIDPT: (PF tỷ trọng cao - Tigh Density Polyethylene); UITMWPT (PT. có khối lượng phân tử cực cao); PI:X hay XI.
Tai loại LDPE và IIDPE sử dụng phổ biến nhất trong sinh hoạt, và công nghiệp. [làng năm trên thể giới tiêu thụ trên 60 triệu tấn PT: lâm bọc dây diện, bọc hàng, bao gói sinh hoạt, lâm màng mỏng che mưa, chai lọ, chế tạo thiết bị trong. ngành sản xuất hóa học. Có 6 loại nhựa sử dụng trong c hàng ngày Li: LDPE Lim túi nylon, bao géi; HDPE dùng làm túi nylon, bao gói, chai đựng; PET (Polyethylene Teryphthalate) lam chai đựng nước; PP — (Polypropylene) lam nap day; PS (Polystyrene); PVC (Polyvinyl Chloride) lam đồ gia dụng.
Những sản phẩm làm từ nhựa này su khi sử dụng sẽ thái ra môi trường mà phải rất lâu, đến vải trăm năm mới phân hủy hết và phát tán vào môi trường đất và nước. S488 10 ep Ÿps orHERŸ 8) Các ký hiệu nhựa trên đồ gia dụng b) Hạt nhựa LDPE sản xuất túi nylon Tinh 1. 2: Nhựa gia dụng. Các loại đồ nhựa gia dụng và ký hiệu như Hình 1.2 a) — So là PET - nhựa polyethylene terephthalate.
Các chai nhựa dựng đổ uống khi túi sử dụng nếu đựng nước nóng quá 70 độ C khong chi bién dạng mà còn phân giải ra các chất có hại cho sức khỏe. Các nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng, chế phẩm nhựa này nếu sử dụng quá 10 tháng có thể sinh ra các chất gây ung thư. —_ Số2: là TDPF - polyethylene có mật độ cao. Các chai nhựa này có khả năng chịu nhiệt tới 110 độ C, thường được dùng dựng thực phẩm, sữa tắm hoặc các vật có độ tỉnh khiết cao.
Khi tái sử dụng cần hết sức lưu ý, vì loại nhựa này khó làm sạch, các chất còn sót lại rất dé tro thanh 6 vi khuan, —_ Số 3: là chất PVC - nhựa PVC. PVC thường có trong áo mưa thông thường, vật liệu xây dựng.
