BITUM BỌT, CHẤT PHỤ GIA TUYỆT VỜI TRONG TÁI CHẾ

Tái chế nguội với bitum tạo bọt đã và đang trở thành một công nghệ được sử dụng trên khắp thế giới và ngày nay đã bắt đầu được coi là tâm điểm chủ ý của cơ quan quản lí đường cùng các công ty xây dựng cho việc ứng dụng trong công tác đại tu và xây dựng mới các con đường.

Tái chế nguội với bọt bitum tạo nên lớp nền ổn định cao và linh động. Là một phần của cấu trúc lớp trải, chủng tạo nên một nền móng hoản hảo cho lớp phủ nhựa asphalt trên cũng giảm được bề dày trải. Bọt bitum sử dụng được tạo ra ở nhiệt độ 175°C - bitum nóng, một công nghệ tiên tiến, Hệ thống phun được kiểm soát bởi bộ vi xử lý được lắp đặt trong các xe tải chế của Wirtgen, tạo ra bọt bitum và phun vào trong vật liệu để tạo kết dính với hàm lượng được đo đạc chính xác.

Bitum bọt được bơm vào buồng trộn với hàm lượng được đo đạc chính xác nhờ vào hệ thống phun đặc biệt. Các bộ vi xử lý kiểm soát quá trình này theo toản bè rộng làm việc và tuân theo tốc độ và chiều sâu làm việc của xe tải chẽ.

Vật liệu mới được sản xuất thường xuyên bằng việc sử dụng lớp trải nhựa asphalt tái sinh (RAP). Nó được gọi là BSM (vật liệu được ổn định bằng bitum). Quá trình được thiết kế một cách hoàn hảo:

- Các lớp với độ bền cao.

- Tinh kinh tế.

- Tiết kiệm nguồn tài nguyên.

- Giảm lượng khí thải CO2.

- Giảm thời gian thi công

Bitum là một chất lỏng hữu cơ có độ nhớt cao, màu đen, nhớp nháp và được sử dụng chính trong lĩnh vực xây dựng giao thông. Chất lỏng này có thể chia làm 3 loại chính: bitum dầu mỏ, bitum đá dầu, bitum thiên nhiên.

Bitum bọt được tạo ra bằng cách thêm một lượng nhỏ nước (~2 - 3% khối lượng bitum) vào bitum nóng. Loại bittum chống thấm được dùng để tạo là B60 đến B200, sử dụng trong hỗn hợp asphalt nóng tiêu chuẩn cho các ứng dụng công trình. Vì vậy bitum và nhựa đường có mối liên hệ rất quan trọng với nhau.

Trong các nhà máy của WIRTGEN, khi nước được bơm vào bitum nóng, nước sẽ bay hơi một cách đột ngột, làm bọt bitum nổ ra tạo thành dòng bão hòa. Giãn nở từ 15 -20 lần so với thể tích ban đầu và ngay sau đó được trộn với các vật liệu cần được xử lý.

Các thông số chính để xác định tính chất của sản phẩm bọt bitum cuối cùng là "sự giãn nở" và "chu kỳ bán phân hủy".

"Sự giãn nở" được định nghĩa là tỉ số giữa thể tích lớn nhất đạt được của bọt bitum và thể tích ban đầu của bitum chưa tạo bọt. Theo nguyên tắc, sự giãn nở của bọt bitum xấp xỉ từ 15 đến 20 lần thể tích ban đầu.

"Chu kỳ bán hủy" được định nghĩa là thời gian mà bọt bitum giảm kích thước từ tối đa xuống 50%, một nửa của sự giãn nở. Sau một thời gian xác định, bitum bọt sẽ co rút lại. Chu kỳ bán hủy đo bằng giây và thường nằm trong khoảng 10 - 15 giây.

Theo nguyên tắc: sự giãn nở càng lớn và chu kỳ bán hủy càng dài thì chất lượng của bọt bitum càng tốt.

Một thông số quan trọng khác của chất lượng bitum, chất kết dính, là việc sử dụng công nghệ thanh phun. Điều quan trọng đặc biệt đã được đưa vào một số đặc điểm ứng dụng khi xây dựng các thanh phun chất lượng cao trong các máy Wirtgen.

Bộ gia nhiệt được kiểm soát bởi thiết bị điều chỉnh nhiệt đảm bảo tối ưu nhiệt độ vận hành của hệ thống trước và trong quá trình tạo bọt bitum. Vì thế hạn chế được yêu cầu làm sạch hệ thống khi việc sản xuất bị gián đoạn hoặc sau khi công việc đã hoàn thành.

Để tối ưu các đặc tính của bọt, các kiểm tra có thể được tiến hành để kiểm tra sự thích hợp của bitum bằng bọ phòng thí nghiệm của Wirtgen WLB 10 trước khi bắt đầu công việc ở công trường.

Để xác định được điều kiện tối ưu trong suốt quá trình tạo bọt, các thí nghiệm kiểm tra sẽ được tiến hành với nhiệt độ bitum cùng lượng nước thêm vào thay đổi. Sau khi các đặc tính của bọt bitum được tối ưu, bọt bitum có thể được bơm trực tiếp vào khối vật liệu đã được đặt vào trong máy trộn ở phòng thí nghiệm. bitum bọt này xử lí cho vật liệu được sử dụng cho việc sản xuất các mẫu bánh kiểm tra để kiểm chứng tính thích hợp.

Bitum bọt là một chất kết dính đa năng có thể sử dụng cho nhiều loại vật liệu thuộc nhiều nguồn gốc  và loại khác nhau. Nhựa asphalt được cào bóc, nhựa đường được nghiền làm nhiễm bẩn vật liệu đường hoặc sỏi tự nhiên có thể xử lí với bitum bọt và được sử dụng cho các công trình đường xá hay đại tu đường. Những con đường gồm bề mặt sỏi rời rạc, giao thông giảm sút do bụi và sũng nước do mưa đều có thể được xử lí thành công bằng bitum tạo bọt.

Xử lí nguội với bọt bitum là một cách thay thế tiết kiệm cho công trình mới. Máy tái chế nguội pha trộn bitum bọt vào trong lớp sỏi rời rạc. Vì vậy không chỉ cải thiện khả năng chịu tải cho đường mà còn gia tăng tuổi thọ của con đường. Lớp trải được tái chế nên được che chắn bằng việc xử lí bề mặt hay bằng một lớp mỏng asphalt.

Nguồn vật liệu được phân cấp tốt với các cấp phối thỏa đáng từ hạt mịn đến khối kích thước to được yêu cầu xử lý với bitum bọt. Phân tích qua rây sẽ giúp kết luận được là liệu khối vật liệu bổ sung có nên thêm vào hay không. Ví dụ nếu khối khoáng vật thiếu hạt mịn (tối thiểu 5% qua rây 0.075 mm), các nghiền nhỏ 0/2 với một lượng phụ gia cao thì có thể sẽ được thêm vào. Khi sử dụng bitum bọt như là chất kết dính, hàm lượng hạt mịn trong mẫu khối vật liệu là rất quan trọng.

Quá trình tạo bọt dẫn đến sự giãn nở bề mặt của bitum đồng thời giảm độ nhớt. Các tính phân tán vì vậy được cải thiện đảm bảo rằng các hạt mịn trọng khối vật liệu đều được bao phủ. Chất phụ gia và bitum bọt tạo nên chất kết dính cứng cho khối vật liệu thô.

Năm 1956, giáo sư Ladis Csanyi từ trường đại học hệ công lập Mỹ đã lần đầu tiên nhận ra sự thích hợp của bọt bitum dùng làm chất kết dính. Công nghệ này sau đó được tinh chế bởi Mobil Oil. Mobil Oil đã phát triển buồng giãn nở đầu tiên nơi mà bitum được trộn với nước để tạo bọt bitum. Wirtgen đã đảm nhận là đơn vị dẫn đầu trong công nghệ này từ những thập niên 1990 với chất kết dính có tính cải thiện. Việc tích hợp hệ thống này trong xe tái chế Wirtgen năm 1995 cuối cùn đã lóe sáng lên những lợi ích của dòng xe công nghệ này.

WR 2500 là chiếc xe tái chế đầu tiên tích hợp công nghệ này. Năm 1997, Wirtgen đã phát triển chiếc WLB 10 - Bộ phòng thí nghiệm bitum tạo bọt, để có thể sản xuất bọt bitum trong phòng thí nghiệm. Hơn 300 bộ phòng thí nghiệm đã được bán ra khắp thế giới, được sử dụng bởi nhà thầu, các phòng thí nghiệm kiểm tra vật liệu xây dựng, các học viện, trường đại học và đội ngũ kỹ sư tư vấn. Ngày nay, Wirtgen cung cấp cho khách hàng những dòng xe tái chế nguội tối tân được trang bị công nghệ bitum tạo bọt ở công trường và ứng dụng trong nhà xưởng.

Việc kiểm tra sơ bộ với bộ máy phòng thí nghiệm bitum tạo bọt di động WLB 10 S cho phép biết được chất lượng bitum tạo bọt để được xác định chính xác trong phòng thí nghiệm trước khi bắt đầu công trình. Quy trình chuyên chở vô cùng đơn giản có thể làm cho các thông số như hàm lượng nước, áp suất không khí và nhiệt độ bị thay đổi nhanh chóng và dễ dàng.

Chất lượng bọt bitum được biểu thị chính dưới dạng tỉ số giãn nở và chu kì bán hủy.

Khả năng làm việc dễ dàng là một trong số những đặc điểm phân biệt của hỗn hợp BSM. Khi độ ẩm đủ thì sẽ không có sự giới hạn về số lượt cho quá trình đầm nén sau đó. Tuy nhiên, một điểm quan trọng khác của lớp BSM là có thể mở giải phóng mặt đường tạm thời ngay sau khi hoàn thành lu đầm.

Trong một số trường hợp, lớp tái chế nguội được phủ lên trên bởi một lớp mỏng asphalt đóng vai trò như một lớp chịu mài mòn. Có sự can thiệp tới việc duy tu bảo dưỡng đường sá cũng tập trung chủ yếu trên lớp bề mặt asphalt và tránh được những tác động lên lớp được tái chế nguội. Điều này giúp cho chi phí bảo dưỡng đường sá ở mức thấp.

Tái chế nguội với bọt bitum có thể được sử dụng hoặc là trên công trường hoặc là ở trong công xưởng (trạm trộn).

Khi tái chế nguội trên công trường, máy tái chế nghiền đoạn đã trải bị hỏng thành hạt nhỏ, đồng thời trộn thêm với bọt bitum, nước và xi măng theo tỉ lệ yêu cầu. Phương pháp này tạo ra công trình mới, đồng nhất vật liệu BSM chỉ trong một công đoạn làm việc. Các máy tái chế nguội tại công trường được hệ thống mô tơ cào bốc và trộn công suất lớn cùng hệ thống bơm ép. Một vài model được tích hợp thêm bàn đầm để trải lại và nén trước hỗn hợp vật liệu mới.

Khi tái chế nguội trong công xưởng, nguồn vật liệu trải được dở bỏ và di chuyển tới trạm trộn nguội di động tọa lạc lân cận công trường xây dựng. Nguồn vật liệu bị cào bóc sau đó được xử lí với bọt bitum, nước và xi măng theo hàm lượng yêu cầu để tạo ra một hỗn hợp nguội BSM mới và đồng nhất, nguồn vật liệu thích hợp mà ngay lập tức có thể đặt vào đúng theo làn đường cũng như cấp độ lượng vật liệu hoặc cũng có thể lưu trữ lại cho lần dùng sau.

Máy trộn liên tục 2 trộn công suất lớn được lắp đặt trong trạm trộn KMA 220 để trộn vật liệu được cào bóc và phun thêm bitum bọt vào trong khâu xử lí.  Trạm trộn nguội KMA 220 nâng cấp các nguồn vật liệu khác nhau để tạo nên hỗn hợp vật liệu mới chất lượng cao (BSM).