Nhựa đường pha loãng là gì?

Nhựa đường pha loãng (cutback bitumen) là một nhóm chất kết dính được tạo ra bằng cách trộn nhựa đường có độ xuyên thấu cao với dung môi hydrocarbon, chẳng hạn như parafin hoặc nhựa thông khoáng. Quá trình trộn bao gồm việc trộn các thành phần này, và khi dung môi bay hơi, chất kết dính sẽ trở lại độ xuyên thấu ban đầu, giúp liên kết các hạt lại với nhau một cách hiệu quả. Thuật ngữ “pha loãng” (cutback) bắt nguồn từ vai trò của dung môi trong quá trình này, vì nó “pha loãng” hoặc bay hơi, để lại chất kết dính hoàn thành chức năng dự định của nó. Dung môi, còn được gọi là “chất cắt” hoặc “chất trợ dung”, đóng vai trò quan trọng trong quá trình này.

Ba loại dung môi thường được sử dụng trong quá trình trộn: dung môi đông cứng chậm, đông cứng trung bình hoặc đông cứng nhanh, trong đó hai loại sau phổ biến hơn ở Nam Phi. Việc lựa chọn dung môi quyết định tốc độ đông cứng của nhựa đường khi tiếp xúc với không khí, ảnh hưởng đến thời gian đông kết của nó. Dung môi đông cứng nhanh bay hơi nhanh hơn dung môi đông cứng trung bình. Độ nhớt của nhựa đường pha loãng bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ dung môi được thêm vào – tỷ lệ dung môi càng cao, độ nhớt càng thấp. Các ngành công nghiệp yêu cầu nhựa đường có độ nhớt thấp, hoặc trong những trường hợp không thể làm nóng trước nhựa đường để sản xuất nhựa đường, thường sử dụng nhựa đường pha loãng.

Để sản xuất nhựa đường pha loãng, nhựa đường có độ nhớt cao được trộn với các dung môi hữu cơ, bao gồm dầu diesel, naphtha, dầu diesel và dầu nhiên liệu, tất cả đều có điểm sôi thấp và dễ bay hơi. Thời gian đóng rắn phụ thuộc vào tốc độ bay hơi của dung môi, với nhựa đường pha loãng có các loại đóng rắn khác nhau: Đóng rắn chậm (SC), Đóng rắn trung bình (MC) và Đóng rắn nhanh (RC).

Nhựa đường pha loãng, chẳng hạn như MC 30 và RC 250, được biết đến là dễ thi công hơn so với nhựa đường có độ xuyên thấu cao, cần ít nhiệt hơn để hóa lỏng và dễ định hình lại ở nhiệt độ thấp hơn. Đặc biệt, nhựa đường pha loãng có tỷ lệ nhựa đường dư cao hơn so với nhựa đường nhũ tương, cung cấp nhiều nhựa đường hơn trên mặt đường sau khi đóng rắn.

Tuy nhiên, nhựa đường pha loãng gây ra những thách thức về môi trường do các hóa chất dễ bay hơi bay hơi vào khí quyển. Chúng cũng đòi hỏi nhiều dung môi tiêu tốn năng lượng hơn so với nước và chất nhũ hóa được sử dụng trong nhựa đường nhũ tương.

Quy trình sản xuất bao gồm việc pha trộn nhựa đường cấp độ xuyên thấu với dầu hỏa để đáp ứng các thông số kỹ thuật về độ nhớt, với nhựa đường pha loãng được phân loại theo thời gian chảy qua máy đo độ nhớt tiêu chuẩn. Có nhiều loại khác nhau, chẳng hạn như 50 giây, 100 giây và 200 giây. Các thử nghiệm bổ sung bao gồm yêu cầu về chưng cất và độ xuyên thấu đối với nhựa đường còn lại.

AASHTO quy định ba nhóm nhựa đường pha loãng: RC, MC và SC, với độ nhớt được đo ở 60°C. Tiêu chuẩn Anh định nghĩa các cấp độ nhớt bằng cách sử dụng máy đo độ nhớt xả ở 40°C.

Dòng sản phẩm SHELPHALT có thể bao gồm hậu tố “X”, cho biết việc bổ sung chất kết dính thụ động ổn định nhiệt để cải thiện khả năng làm ướt cốt liệu và khả năng chống bong tróc khi có mặt nước.

Mặc dù có ưu điểm ở nhiệt độ thi công thấp hơn, nhựa đường pha loãng lại có nhược điểm là tiêu thụ các nguồn năng lượng không thể tái tạo bị mất đi do bay hơi.

Ứng dụng của nhựa đường pha loãng trong xây dựng và bảo dưỡng mặt đường nhựa:

1. Lớp lót và lớp kết dính: Bao gồm việc sử dụng chất kết dính có độ nhớt thấp để tăng khả năng hấp thụ của lớp nền cốt liệu không liên kết, hỗ trợ độ bám dính của lớp phủ nhựa đường tiếp theo. Lớp lót được thi công với định mức từ 0,5 đến 1,4 L/m2. Lớp kết dính hỗ trợ độ bám dính của các lớp nhựa đường tiếp theo, với định mức thi công điển hình từ 0,2 đến 0,4 L/m2.
2. Lớp lót chống thấm: Được sử dụng trong trường hợp nhiệt độ hoặc điều kiện giao thông có thể làm gián đoạn quá trình lót, giúp bảo vệ mặt đường trong 6 đến 12 tháng.
3. Lớp phủ chống thấm bằng phun: Được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng phủ chống thấm bằng phun, đặc biệt là trong thời tiết lạnh, giúp giữ đá dăm tốt hơn do độ nhớt thấp hơn. Nhựa đường pha loãng thích hợp được phun lên mặt đường đã được lót, sau đó là cốt liệu.

Tiêu chuẩn cho nhựa đường pha loãng:

• ASTM D 2026, D 2027 và D 2028 cho nhựa đường pha loãng đông cứng chậm, trung bình và nhanh.
• Tiêu chuẩn AASHTO M 81, M 82 dành cho nhựa đường pha loãng đóng rắn nhanh và trung bình.
• Tiêu chuẩn EN 15522 dành cho nhựa đường pha loãng và nhựa đường có chất trợ dung.