NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
CH
NG 8 : V T LI U H U C
ƯƠ
Ệ Ữ Ơ
Ậ
ấ ế
ữ ơ
ng, nh a màu là các CKD HC. ư ự
ỏ ầ
, có kh năng tr n l n và dính k t các v t li u
8.1 Ch t k t dính h u c (CKD HC) a) Khái ni mệ Các lo i VL nh bitum, guđrông, nhũ t ứ ử
ươ d ng c ng, quánh, l ng, thành ph n ch y u là các hiđrô ộ ẫ ủ ế ế ậ ệ ả
ạ ng, VL l p, VL ch ng th m ạ T n t i ồ ạ ở ạ cácbon cao phân t khoáng t o thành VL đá nhân t o. ạ Dùng làm m t đ ặ ườ ợ ố ấ
-Khi đun nóng => l ng, khi ngu i, nó dính vào b m t VL => đá ộ ề ặ
ng đ i n đ nh đ i v i không khí, n -T c ướ ươ
ố ớ c và axit vô c . ơ ỏ ị ướ
ố ổ -Hoà tan ít trong n ề -Hoà tan nhi u trong dung môi h u c . ữ ơ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
8.1 b) Phân lo iạ
ầ ọ
ủ ế ạ ẳ
d ng cao phân t lo i m ch vòng ạ ộ ố ư ạ
-Theo thành ph n hóa h c: -bitum là h n h p c a các hydro cacbon ch y u m ch th ng, naphtalen và ỗ ợ ủ ử -guđrông: là h n h p c a các hydro cacbon ch y u là hydro cacbon th m , và m t s phi kim nh : O, N , S. ơ ở ạ ợ ủ ủ ế
ộ ố
ệ
ỗ và m t s phi kim khác. -Theo ngu n g c nguyên li u: ồ ố -bitum d u mầ ỏ -bitum đá d uầ -bitum thiên nhiên
-guđrông than đá -grđrông than bùn -guđrông gỗ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
b)
(a)
20-25
0C :
ấ
-Theo tính ch t xây d ng ự ở a)bitum và guđrông r n:ắ C ngứ
b)bitum và guđrông quánh: M m, quánh ề
(b)
(c)
-c)bitum và guđrông l ng:ỏ L ng.ỏ
ng bitum và guđrông:
c. ươ ấ ế
-d)nhũ t h t ch t k t dính phân tán trong n ướ ạ l ng và dùng trong tr ng thái ngu i. ộ ỏ ạ
(d)
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
ỏ
8.2 Bitum d u mầ 8.2.1 Thành ph nầ H n h p ph c t p c a các hyđrô cácbon (metan, naftalen, các lo i ạ ứ ạ ủ ấ
ỗ ợ m ch vòng) và m t s d n su t phi kim khác; ạ ộ ố ẫ
Có màu đen, Hòa tan trong benzen (C6H6), cloruafooc(CHCl3), disunfuacacbon (CS2)
và m t s dung môi h u c khác. ữ ơ ộ ố
Thành ph n hóa h c: C = 82 -88%, H=8-11%, S =0-6%, O=0-1.5%, ọ
ầ N=0.5-1%
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
8.2.1
ọ ồ 3 nhóm chính:
Các nhóm hóa h c g m +ch t d u
ấ ầ (45-60%): (300-600 đvC), không màu, (ρ=0,91-0,92 g/cm3); tăng tính l ng, gi m tính quánh c a bitum. ả ủ ỏ
+ch t nh a ự (15-30%): (600-900 đvC), ρ= 1, màu nâu s m, có th ẫ
ự ẻ
ấ ể hòa tan trong benzen, etxăng, cloruafooc; tăng tính d o, nh a axit làm tăng tính dính bám c a bitum v i đá baz . ơ ủ ớ
+ch t át phan r n ắ (10-30%): (1000-6000 đvC), ρ= 1.1-1.15, màu
i khi đ t (t < 300 ặ ẫ ả ố ị
t đ hoá ầ ỏ
ấ 0C), chỉ nâu s m ho c đen, không b phân gi hoà tan trong cloruafooc, têtraclorua cacbon (CCl4), không hòa tan trong ête, d u h a và axêtôn; tăng tính quánh và nhi ệ ộ m m.ề
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
8.2.1 4 nhóm ph :ụ +Nhóm cacben (≤ 1,5%): có màu đen s m, ρ >1. Tính ch t g n gi ng
ẫ
ố ấ ầ 4 nh ng hoà tan ư
ư c trong đisunfua cacbon. nhóm átphan, nh ng không tan trong benzen, CCl đ ượ
d ng mu i, không hoà tan ấ ắ ở ạ ộ
+Nhóm cacbôit (≤ 1,5%): là ch t r n trong b t c dung môi h u c nào. ữ ơ ấ ứ
ố ự ứ
ề ặ ớ ễ ạ
ng đ liên k t c a bitum ấ ướ ườ ẫ ộ
+Nhóm axit átphan và các anhydrit (<1%). ch a các g c c c tính (cacbôxyn -COOH) ho t tính b m t l n. Nó d hoà tan trong r u ượ c n benzen , clruafooc, và khó hoà tan trong ét xăng, ρ <1, có màu ồ t và c nâu s m. Làm tăng kh năng th m ế ủ ả v i b m t v t li u khoáng d ng cacbônat. ớ ề ặ ậ ệ ạ
ả ồ
t đ . Làm gi m nhi t đ hoá m m, +Nhóm parafin (<5%): làm gi m tính đ ng nh t c a bitum, làm cho ề ấ ủ ả ạ ả ệ ộ
ớ nhi bitum có tính nh y c m v i nhi tăng tính dòn c a bitum ủ ệ ộ t đ th p. ệ ộ ấ ở
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
ấ ơ ả
ng l n các phân t
8.2 .2 C u trúc ấ Là m tộ h th ng keo ệ ố ồ
ứ ạ ộ ố ượ ph c t p có c u trúc c b n là ấ ử
ớ l ử ượ ớ
ng l n tăng, l c t ử ự ươ . c u trúc mixen có phân t ng l ử ượ ng l n. Khi m t đ các phân ậ ộ ỗ có phân t ng h gi a các mixen l n thì m i mixen là ỗ ữ ớ
ớ ạ
c coi là c u trúc phân tán. ượ ấ
môi tr ng phân tán là ch t ấ ề ặ ườ ấ ạ
M i mixen bao g m m t s l ỗ nh bao quanh các phân t ỏ t l ử ượ m t nút m ng. ộ C u trúc mixen đ ấ V i bitum, pha phân tán là át phan, cacboit, cacben, xung quanh là ớ ch t nh a là ch t ho t tính b m t và ự ấ d uầ .
ng phân tán ự
ườ ớ là ch t d u, còn ch t nh a đóng vai trò là ch t ho t tính. V i guđrông than đá, pha phân tán là cácbon t ấ do, môi tr ấ ấ ầ ự ạ
ng ớ ạ i h n rõ ràng phân chia gi a các pha phân tán và môi tr ữ ườ
Không có gi phân tán
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
8.2.2 3 lo i c u trúc phân tán: (sol; gel; sol-gel)
ạ ấ ấ ư ả ặ
(bitum l ng, bitum quánh n u ch y): đ c tr ng cho ấ ng ch t d u và ch t nh a l n. Các mixen không ự ớ
ấ ng h l n nhau và chuy n đ ng t do trong môi tr (1) C u trúc sol bitum có hàm l ượ t ươ ỏ ấ ầ ể ng d u. ầ ỗ ẫ ườ ự ộ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
t đ th p): các mixen xích l (bitum r n và quánh ệ ộ ấ ắ
nhi ở ấ ỗ ẫ ạ ấ
8.2.2 (2) C u trúc gel ấ g n nhau, t ầ nên tính đàn h i cho ch t k t dính. i ạ ng h l n nhau t o nên c u trúc không gian. C u trúc này t o ạ ươ ồ ấ ế
C u trúc gel ấ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
8.2.2
nhi
ng): làm
ở
(3) C u trúc sol-gel cho v t li u có tính
ấ ậ ệ
t đ th (bitum quánh ệ ộ ườ đàn h i d o và tính nh t. ớ
ồ ẻ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
ậ ủ
ỏ
ầ
ỹ
ỉ
8.2.3 Các ch tiêu k thu t c a bitum d u m quánh xây d ng đ
ng (TCVN 7493 : 2005)
ườ
ự
Bitum d u m lo i quánh đ ộ ầ ượ ỏ ạ c chia làm 6 mác d a vào đ kim lún ự
ở 0 C theo mác
0 C: 0.2 -1%
35
163 ấ ớ
ầ
ở 250 C: 20-30; 40-50; 60-70; 85-100; 120-150; 200-300 . Bitum ph i đ t ả ạ 11 ch tiêu k thu t sau: ậ ỉ ỹ -Đ đ kim lún lún 25 ộ ộ -Đ kéo dài 25 ở 0C: t 40 - 100cm theo mác ộ ừ -Nhi t đ hóa m m : t ừ 0 C - 520 C ệ ộ ề -Nhi t đ b t l a: 220 0 C - 2400 C ệ ộ ắ ử -L ng t n th t l n nh t sau khi đun 5h ở ấ ổ ượ đ kim lún so v i ban đ u 70-80% -T l ớ ỷ ệ ộ ng hòa tan trong tricloetylen: 99% -L ượ ng riêng: 1-1.05 g/cm3 -Kh i l ố ượ -Hàm l ng parafin l n nh t ượ ấ ớ 0 C 135 -Đ nh t ớ ở ộ -Đ dính bám v i đá: c p 3 ớ ộ ấ
8.2.4 Ph m vi s d ng c a bitum d u m quánh xây d ng đ
ng
ử ụ
ủ
ự
ỏ
ầ
ạ
ườ
ng đ c a BTAF s càng cao Tính quánh càng cao thì càng thì c ẽ ộ ủ
ư ọ ự ậ ậ ệ
1: 200/300: làm l p tráng m t đ 2: 120/150: gia c đ t, làm l p tráng m t, l p th m nh p, làm m t ặ ặ ớ ấ ậ
ng BTAF đ ườ ậ
ng, BTAF vùng có khí h u ậ ấ ở
ậ ụ ị x nóng, v t li u l p, cách ng vùng khí h u l c đ a. ng ườ nh ng BT càng đ c, giòn và khó thi công. Vì v y mác bitum ph i l a ả ự ặ t b thi công, đi u ki n khí h u . ch n d a vào thi ề ế ị ng ớ ặ ườ ớ ố ấ vùng có khí h u ôn hòa ở 3: 85/100: làm l p th m nh p m t đ ặ ườ ậ ớ ôn hòa, BTAF nóng làm m t đ ặ ườ 4: 60/70: BTAF nóng làm m t đ ặ ườ ậ ệ ợ ở ứ
c.ướ n
x nóng cho xe n ng ng ở ứ
5: 40-50: BTAF nóng làm m t đ 6:20-30: ch t o mastit asphalt c ng cho các l p m t đ ặ ườ ứ ặ ng đ c ặ ặ ườ ế ạ ớ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
bi tệ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
ng bitum d u m
ầ
ỏ
ươ
ồ ấ ỏ
i d ng nh ng gi
8.3 Nhũ t 8.3.1 Khái ni mệ Là hệ th ng keo ố ấ ỏ
ữ ướ ạ ỏ
g m 2 ch t l ng không hòa tan vào nhau, trong ọ ấ ỏ
ọ t nh đó 1 ch t l ng phân tán vào ch t l ng kia d ấ ỏ li ti d ≥ 0.1µm (d<0.1mm) g i là pha phân tán (PPT), còn ch t l ng kia g i là môi tr ươ ổ ườ
tr ng thái ngu i, v t li u m ộ
c đi u ki n làm vi c, ti ọ ng phân tán (MTPT). ườ ng n đ nh ng ị ở ạ ệ i ta cho thêm vào ch t nhũ hoá ấ ậ ệ ẩ ướ ả t ki m 15-30% bitum , d lèn ch t m t ặ t, c i thi n ệ ễ ế ệ ệ ặ
ấ ơ ử ụ ờ ớ
c đi m: ể Th i gian s d ng th p h n 30-50% so v i m t ặ ng BTAF nóng, không th s d ng ngay sau khi thi công, có th ể ử ụ ể
ng v n ậ ố ượ ư ạ
Đ nhũ t ể Ư ể Thi công u đi m: đ ề ượ ngườ đ Nh ượ đ ườ b phá ho i do tr i m a sau khi thi công, tăng kh i l ị chuy n vì có kho ng 50% n ờ ả c ướ ể
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
8.3.1
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
ườ ướ
c-d u: PPT là n c, MTPT là bitum (ngh ch) ướ ươ ươ ng phân tán: c (thu n) ậ ị
ươ ề ạ ấ
ộ
8.3.2 Phân lo iạ -Theo đ c tr ng c a pha phân tán và môi tr ủ ư ặ ng d u-n c: PPT là bitum, MTPT là n +Nhũ t ướ ầ ng n +Nhũ t ầ ướ -Theo ch t nhũ hóa: ấ +nhũ t ố c a axit béo, axit naftalen, nh a hay axit sunfua có đ pH t ừ ự ủ +nhũ t
các ch t amoniac b c b n, điamin...có đ pH t 2-6 ạ ậ ố ấ ộ ừ
nh cao su t ng h p, pôlyizôbutilen...đ pH=7 ổ ộ
ợ ng b t nhão: ch t nhũ hoá d ng b t vô c nh b t vôi tôi, ng ki m (anion ho t tính): dùng ch t nhũ hoá là mu i ki m ề 9-12 ng axit (cation ho t tính): dùng ch t nhũ hoá là các mu i c a ố ủ ươ ấ ng không sinh ra ion: dùng ch t nhũ hoá không sinh ra ion +nhũ t ấ ươ ư ươ ơ ư ộ ở ạ ấ ộ ộ
+nhũ t đ t sét d o, trênpen, điatômit. ấ ẻ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
8.3.2
-Theo n ng đ c a pha phân tán: ộ ủ ồ
+đ m đ c: PPT< 74% +đ m đ c cao : PPT>74% ậ ậ ặ ặ
i c a nhũ t ng : -Theo t c đ phân gi ố ộ ả ủ ươ
+ nhanh, +v a,ừ +ch m.ậ
, ng v i v t li u khoáng ươ ớ ậ ệ
-Theo kh năng tr n l n c a nhũ t c chia ra 3 lo i 1,2,3 ả ng đ nhũ t ộ ẫ ủ ạ ươ ượ
NG
Ạ
ƯỜ
ậ ủ
ươ
PH M XUÂN C 013109001 ng bitum d u m ỏ
ầ
8.3.3 Các ch tiêu k thu t c a nhũ t quánh xây d ng đ
ng
ỹ ườ
ỉ ự
ng Nhũ t i. Nhũ t c chia mác d a vào t c đ phân gi ả ự ươ ươ ố ộ
ỹ ậ ng bitum đ ả ạ
ả ệ ỏ
ữ ươ ấ
i sau thí nghi m. N2: l ng nh a còn l ự ệ ạ
c trong 15 phút. N1: i trên m t s i ặ ỏ ạ ừ ả
i nhanh; 10-50: PG v a; < 10 PG ọ ứ ộ ắ ệ ể ả ị
ng ằ
ượ bitum ph i đ t 6 ch tiêu k thu t sau: ỉ Độ nhớt bằng nhớt kế: C203 = 550 (s) Đ phân gi i: P= [N2/N1]100% thí nghi m nhúng s i có d=6-12mm vào ộ nh t ng 2 phút, nh c ra 30 phút, r i x i n ồ ố ướ l ng nh a còn l ượ ượ ự tr c thí nghi m. P= 100-50 phân gi ướ ch mậ Tính n đ nh th tích khi b o qu n: đo m c đ l ng đ ng sau 7, 30 ổ ả ngày b ng sàng 0,14mm. Yêu c u l ố ượ ầ ượ Tính n đ nh th tích khi v n chuy n: đo đ l ng đ ng sau 2h v n ậ ể ng sót ≤ 0,1% theo kh i l ọ ộ ắ ể ậ ị
ổ chuy nể
0 C v n ph i còn
Tính dính bám v i b m t VL khoáng: sau khi r a 100 ử ở ả ẫ
ớ ề ặ bám ≥ 75% (NT baz ), ≥ 95% (NT axit) ơ
0 ph i gi ng bitum l ng
Tính ch t c a ph n còn l 360 ấ ủ ầ ạ i sau ch ng c t ư ấ ở ả ỏ ố
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
8.4 Bê tông asphalt (BTAF) 8.4.1 Khái ni mệ
c t ậ ượ ừ ệ
ộ
ộ
ợ ữ ơ đ
ồ đá dăm, cát, b t khoáng ượ ự
vi c nhào tr n và làm và ầ ợ
ớ thành ph n h p
ấ ế
ọ
Là lo iạ đá nhân t oạ nh n đ đ c ch c h n h p bao g m ắ ỗ ặ ch t k t dính h u c lý và có th s d ng thêm ph gia.
c l a ch n v i ụ
ể ử ụ
ng phân tán còn b t khoáng là pha phân
ườ
ộ
tán t o ra(CKDAP).
Bi tum là môi tr ạ
ề ặ
ụ
ấ
ụ ấ ấ ơ ọ ủ
t h n bitum
Bi tum h p ph lên b m t BK=> Bitum h p ph => nên tính ch t c h c c a nó tăng lên => tính quánh cao h n, n ơ ổ đ nh nhi ị
ệ ơ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
8.4.2 Phân lo i BTAF
ạ
ệ ộ
0C và dùng bitum có đ quánh
-Theo nhi +lo i nóng nhi t đ khi r i và làm đ c ≥ 120 t đ thi công : ả ặ ệ ộ ộ
0C khi dùng bitum quánh
t đ khi r i và làm đ c ≥ 100 ệ ộ ặ ả
0C) bê tông này th
ỏ
ng dùng bi tum ườ
+ lo i ngu i( nhi ộ ớ
ạ 40/50,60/70, 85/100 + lo i m nhi ạ ấ 120/150; 200/300; và >700C khi dùng bitum l ng mác 130/200 ng, >5 t đ th ộ ở ạ ệ ộ ườ l ng có đ nh t th p ấ ỏ ạ ặ ộ ặ : lo i đ c (r=3-6%), lo i r ng (r=6-12%) và lo i r t r ng ạ ỗ ạ ấ ỗ
-Theo đ đ c (r=12-18%)
max≤
-Theo đ l n c a h t c t li u:
max≤ 25mm),
max≤ 37.5mm), h t trung bình (D ạ
ạ ỏ
ỗ
ạ ớ max≤19mm) ộ ớ ủ ạ ố ệ max≤ 19mm), h t trung bình (D -BTAF đ c nóng có: h t l n (D ạ ạ ớ ặ 12,5mm), h t nh (D max≤ 9,5mm), BTAF cát (Dmax≤ 4.75mm); -BTAF r ng có: h t l n (D h t nh (D ạ ỏ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
8.4.2 -Theo hàm l
ng c a đá dăm (s i) ho c cát (khi không có CLL) có trong ượ ủ ặ ỏ
100% h n h p v t li u khoáng(đá dăm + cát): - BTAF nóng có: lo i A (Đ = 50-60%), lo i B (35-50%), lo i C (20- ỗ ợ ậ ệ ạ ạ ạ
lo i D BTAF dùng cát t ự nhiên, lo i E BTAF dùng cát nhân t o ạ
35%), ạ -Theo c ng đ đá dăm, ch t l : c p I c p II và c p III ạ ng b t khoáng ườ ộ ấ ấ ấ ộ
( theo TCVN ch có c p I và c p II) ấ ượ ấ ấ ỉ
NG
Ạ
ƯỜ
PH M XUÂN C 013109001
