Tài liệu Bài giảng vật liệu xây dựng

CHƯƠNG VI- CHẤT KẾT DÍNH HỮU CƠ VÀ BÊ TÔNG ASPHALT CÁC NỘI DUNG CHÍNH 6-1. Khái niệm và phân loại Chất kết dính hữu cơ I- Khái niệm II- Phân loại 6-2. Các tính chất của bitum dầu mỏ I- Tính quánh (Nhớt) II- Tính dẻo III- Tính ổn ñịnh nhiệt IV- Tính ổn ñịnh của Bitum trong môi trường không khí V- Nhiệt ñộ bốc cháy 6-3. Khái niệm và phân loại bê tông asphalt 6-4. Vật liệu chế tạo bê tông asphalt I- ðá II- Cát III- Bột khoáng IV- Bitum 6-5. Các tính chất của bê tông asphalt I- Cường ñộ II- Tính lưu biến III- ðộ mài mòn IV- Tính ổn ñịnh nước 6-6. Thiết kế thành phần bê tông asphalt 6-7. Chế tạo và Thi công bê tông asphalt 6-1. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI I. Khái niệm CKD hữu cơ là những hợp chất hidrocacbon cao phân tử với các nguyên tố phi kim loại khác, tồn tại ở dạng rắn, dạng quánh hay dạng lỏng. Tính chất cơ lý của nó thay ñổi theo nhiệt ñộ. CKD hữu cơ có khả năng liên kết tốt với bề mặt các vật liệu rắn như ñá, cát, gạch, bê tông,.. Tương ñối ổn ñịnh dưới tác dụng của môi trường khí quyển. Không hòa tan trong nước, chỉ hòa tan trong các dung môi hữu cơ, có tính dẻo, có khả năng chống thấm
Do ñó ñược ứng dụng ñể xây dựng mặt ñường, làm vật liệu ngăn nước trong các CTTL như khớp nối mềm, lớp phủ lòng hồ, lòng kênh dẫn nước ñể chống thấm,…. II. Phân loại CKD hữu cơ thường gặp là Bitum và Guñrông 1. Bitum: Có hai loại - Bitum thiên nhiên: Thường tích tụ dưới các lòng hồ hay lẫn trong các loại ñá vôi, sa thạch,… - Bitum nhân tạo: Là sản phẩm trong công nghiệp dầu mỏ (Thông dụng) 2. Guñrông: Là sản phẩm thu ñược trong công nghiệp luyện than ñá, chưng khô than bùn hay chưng khô gỗ 6-2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BI TUM DẦU MỎ I. Tính quánh (nhớt) của bitum - KN: Tính quánh là tính chất của các hạt bitum chống lại sự dịch chuyển tương ñối giữa chúng dưới tác dụng của ngoại lực. - Tính quánh phụ thuộc vào nhiệt ñộ môi trường và hàm lượng các nhóm cấu tạo - Tính quánh có ảnh hưởng lớn ñến các tính chất cơ học cũng như quá trình công nghệ sản xuất các loại vật liệu dùng CKD Bitum. - Tính quánh ñược xác ñịnh bằng ñộ xuyên sâu của kim tiêu chuẩn ñường kính 1mm, khối lượng 100g, ở nhiệt ñộ 25oC, rơi tự do trong 5s. ðộ lún kim ký hiệu là P, ño bằng ñộ (1ñộ bằng 0,1mm). ðộ xuyên sâu càng lớn chứng tỏ tính quánh của bitum càng nhỏ. 6-2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BI TUM DẦU MỎ II. Tính dẻo - KN: Tính dẻo ñặc trưng cho khả năng biến dạng của bitum dưới tác dụng của ngoại lực. - Tính dẻo phụ thuộc vào nhiệt ñộ môi trường, hàm lượng các nhóm cấu tạo và thời gian tác dụng của tải trọng - Tính dẻo ñược xác ñịnh bằng ñộ kéo dài trên máy ở nhiệt ñộ 25±0,5oC với tốc ñộ kéo dài 5cm/ph. ðộ kéo dài càng lớn thì ñộ dẻo càng lớn. 6-2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BI TUM DẦU MỎ III. Tính ổn ñịnh nhiệt - Khi nhiệt ñộ tăng, bitum có thể chuyển từ trạng thái rắn sang lỏng, ngược lại khi nhiệt ñộ giảm nó có thể chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn. Trước khi chuyển sang trạng thái lỏng hay rắn nó ñều phải qua trạng thái trung gian là quánh. - Nhiệt ñộ “hóa mềm” – tm là ñiểm nhiệt ñộ làm cho bitum chuyển từ quánh sang lỏng. - Nhiệt ñộ “hóa cứng” – tc là ñiểm nhiệt ñộ làm cho bitum chuyển từ quánh sang cứng. - tm-tc càng lớn biểu thị tính ổn ñịnh nhiệt ñộ của bitum càng cao. - Xð tm bằng dụng cụ “vòng và bi”. Nhiệt ñộ làm cho viên bi rơi từ vòng chứa mẫu bitum trên thang A xuống chạm thang B là tm. - Xð tc bằng dụng cụ ño ñộ xuyên kim. ðiểm nhiệt ñộ làm cho kim xuyên vào bitum ñược 1o (tương ứng với 0,1mm) là tc. 6-3. KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI BÊ TÔNG ASPHALT I. Khái niệm - Bê tông asphalt là vật liệu nhân tạo ñược chế tạo từ hỗn hợp hợp lý các vật liệu: ðá, cát, bột ñá, bitum và các phụ gia khi cần thiết. - Trong thành phần của bitum, các vật liệu ñá, cát, bột ñá ñược gọi chung là cốt liệu hay vật liệu khoáng. Chất kết dính hữu cơ bitum thường dùng là loại bitum dầu mỏ. II. Phân loại • Hỗn hợp bê tông asphalt và bê tông asphalt ñược phân loại theo các ñặc ñiểm sau: - Theo công dụng: Bê tông asphalt ñược chia ra bê tông thủy công, bê tông ñường và bê tông sân bay, bê tông ñể làm nền cho nhà công nghiệp và nhà kho, bê tông cho lơp mái phẳng. Ngoài ra còn có những loại bê tông ñặc biệt: bê tông cho lớp phủ bền axit và bền kiềm (chế tạo từ cốt liệu bền hóa), bê tông trang trí. - Theo nhiệt ñộ thi công: Hỗn hợp bê tông asphalt trong lớp phủ mặt ñường chia ra loại nóng, ấm và lạnh. - Hỗn hợp nóng ñược rải và bắt ñầu làm ñặc khi nhiệt ñộ nhỏ hơn 1200C. Hỗn hợp này thường dùng bitum có ñộ quánh:40/60, 60/90 và 90/130. - Hỗn hợp ấm ñược rải và bắt ñầu làm ñặc khi nhiệt ñộ không nhỏ hơn 700C với bê tông lỏng mác 130/200. - Hỗn hợp lạnh dùng bitum lỏng có ñộ quánh70/130 ñược rải ở nhiệt ñộ không khí nhỏ hơn 50C và ñược giữ ở nhiệt ñộ thường. - Theo ñộ ñặc quánh (hoạc ñộ rỗng): Theo chỉ tiêu ñộ rỗng còn dư bê tông asphalt ñược chia ra 3 loại: Loại ñặc nếu ñộ rỗng 2-7%; Loại rỗng nếu có ñộ rỗng 6-12% và loại rất rỗng nếu có ñộ rỗng 12-18%. Theo ñộ lớn của hạt cốt liệu: Theo Dmax của VL khoáng chia ra 3 loại (Dmax≤40); Loại trung bình (Dmax≤20); Loại nhỏ (Dmax≤5) Theo tỷ lệ giữa ñá và cát: Có các loại A, B, C, D, E Theo cường ñộ ñá dăm, chất lượng bột khoáng: Bê tông asphalt ñược chia ra loại I, II, và III 6-4. Vật liệu chế tạo bê tông asphalt I. ðá (dăm hoặc sỏi) Chất lượng của ñá dăm hay sỏi (cường ñộ, tính ñồng nhất, hình dạng, trạng thái bề mặt, thành phần hạt, …) có ảnh hưởng rất lớn ñến chất lượng của bê tông asphalt. Các chỉ tiêu chất lượng của ñá dăm hay sỏi ñể chế tạo bê tông asphalt ñược quy ñịnh như khi chế tạo bê tông ximăng pooclăng. Thành phần hạt của ñá dăm hay sỏi ñược phân ra ba nhóm 2040; 10-20 và 5-10mm. II. Cát Có thể dùng cát tự nhiên hay cát nhân tạo với các chỉ tiêu kỹ thuật phù hợp với quy phạm như khi dùng cho bê tông ximăng pooclăng. ðối với cát tự nhiên chỉ dùng cát lớn (Mñl≥2,5) và cát vừa (Mñl=2-2,5). Nếu không có cát lớn có thể dùng cát hạt nhỏ theo nguyên tắc cấp phối không liên tục. III. Bột khoáng Bột khoáng do có bề mặt riêng lớn, có khả năng dàn mỏng màng bitum trên bề mặt, làm tăng lượng tương tác giữa chúng, cùng với bitum nhét ñầy lỗ rỗng giữa các hạt cốt liệu nên cường ñộ của bê tông asphalt tăng lên. Bột khoáng là loại bột mịn ñược chế tạo từ ñá vôi và ñá ñôlômit, cường ñộ chịu nén của ñá không nhỏ hơn 200 daN/cm2. Vật liệu chết tạo bột khoáng cần sạch, không chứa các tạp chất và sét quá 5%. Bột khoáng cần phải khô, xốp khi trộn với bitum không ñược vón cục, có khả năng hút bitum tốt và phải thỏa mãn các yêu cầu sau: - ðộ nhỏ: lượng sót qua sàng có kich thước lỗ sàng: 1,25mm - 100%; 0,315mm ≥90%; 0,071mm ≥70% - Lượng bột khoáng hút hết 15g bitum mác 60/70 không nhỏ hơn 40g - Tác dụng lí hóa của bột khoáng với bitum ñược xác ñịnh một cách gần ñúng bằng hệ số ưa nước (Ku) của các hạt khoáng kich thước nhỏ hơn 1,25mm: tỷ số giữa ñộ trườn nở của bột khoáng trong nước (có cực) và ñộ trương nở trong kêrôxin ñã khử nước (không có cực). Bột khoáng ưa nước (có ái cực lớn với nước) có Ku>1, bột khoáng không ưa nước có Ku<1. Bột khoáng ưa nước liên kết với bitum tốt hơn và làm tăng cường ñộ của bê tông asphalt. IV. Bitum • Hçn hîp bª t«ng asphalt th−êng dïng bitum dÇu má ®Æc qu¸nh lµm chÊt kÕt dÝnh. Lo¹i bitum nµy ph¶i cã c¸c chØ tiªu kü thuËt phï hîp víi 22TCN 227-95. ë ®iÒu kiÖn ViÖt Nam th«ng th−êng chän bi tum ®Æc sè 3 hoÆc 4. C¸c chØ tiªu kü thuËt cña bitum qu¸nh ®−îc chia lµm 5 m¸c theo b¶ng 5-3. • Yªu cÇu bitum dïng chÕ t¹o hçn hîp bª t«ng asphalt r¶i nãng lµ lo¹i ®Æc gèc dÇu má. §¸nh gi¸ ®é qu¸nh cña bitum b»ng chØ tiªu ®é c¾m s©u cña kim (träng l−îng 100g, ®−êng kÝnh 1mm) cña dông cô tiªu chuÈn vµo bitum ë nhiÖt ®é 25oC trong 5 gi©y. • Bitum nhùa ph¶i s¹ch, kh«ng lÉn n−íc vµ t¹p chÊt, ph¶i ®¶m b¶o tÝnh dÎo cao, tÝnh æn ®Þnh nhiÖt vµ tÝnh b¸m dÝnh cao víi bÒ mÆt vËt liÖu kho¸ng. 6-5. Các tính chất của bê tông asphalt Bê tông asphalt với cấu trúc vi mô thuận nghịch, tùy theo nhiệt ñộ nó có thể tồn tại ở những trạng thái sau ñây: ñàn hồi-dòn, ñàn hồi-dẻo, nhớtdẻo. Ngoài nhiệt ñộ, bê tông còn chịu tác ñộng của hơi nước và nước. Nước xâm nhập vào lỗ rỗng của bê tông asphalt và làm yếu sự liên kết của vật liệu khoáng với màng chất kết dính. I. Cường ñộ Cường ñộ biểu thị giới hạn của ứng suất phát sinh trong quá trình sử dụng. Thực tế bề mặt vỡ khi phá huỷ bê tông asphalt luôn luôn ñi qua bitum. Do ñó, cường ñộ lý thuyết của bê tông asphalt ñược xác ñịnh bằng cường ñộ của màng bitum. Việc phá hủy bê tông asphalt dưới tác ñộng của tải trọng là một quá trình ñộng, nó phát triển theo thời gian. Tải trọng càng lớn, quá trình phá hủy xảy ra càng nhanh. Cường ñộ của bê tông asphalt ñược xác ñịnh ở nhiệt ñộ 50oC, 20oC và 0oC. Cường ñộ ở 50oC biểu thị tính ổn ñịnh ñộng của vật liệu chế tạo bêtông, ở 0oC – tính chống nứt. Còn ở 20oC ñược coi là nhiệt ñộ chuẩn ñể tiến hành thí nghiệm. Nhiệt ñộ thí nghiệm chuẩn của Mỹ là 25oC, của Pháp là 18oC. Ngoài cường ñộ chịu nén, cường ñộ chịu kéo của bê tông asphalt cũng là chỉ tiêu quan trọng ñể xác ñịnh khả năng chống nứt của bê tông. Chỉ tiêu cường ñộ nén (kG/cm2), cường ñộ kéo (kG/cm2) của bê tông asphalt chế tạo từ các loại bitum khác nhau, ở những nhiệt ñộ khác nhau ñược giới thiệu ở bảng 6-1. Cường ñộ bê tông asphalt ñược xác ñịnh trên thiết bị Marshall và nó phụ thuộc vào thành phần vật liệu, vào công nghệ làm ñặc bê tông, nhiệt ñộ và tốc ñộ biến dạng. Hàm lượng bitum lớn hơn hoặc nhỏ hơn hàm lượng hợp lý ñều làm giảm cường ñộ bê tông. Cường ñộ bê tông phát triển tỷ lệ thuận với ñộ quánh của bitum. Bảng 6-1: Cường ñộ kéo, nén ứng với các nhiệt ñộ TN khác nhau II. Tính lưu biến Các chỉ tiêu cường ñộ của bê tông asphalt không ñặc trưng hoàn toàn cho sự làm việc của nó, vì khi chất tải làm phát sinh không chỉ biến dạng thuận nghịch mà cả biến dạng không thuận nghịch. Giá trị của các biến dạng ñó, ở một nhiệt ñộ nhẩ ñịnh liên quan ñến mức ñộ chất tải, thời gian tác dụng của tải trọng và tốc ñộ biến dạng. ðó là biểu hiện tính lưu biến của bê tông asphalt. III. ðộ mài mòn của bê tông asphalt xảy ra do tác dụng của lực ma sát. ðộ chống mài mòn càng cao khi ñộ ñặc của bê tông, ñộ cứng của cốt liệu và sự dính bám của ñá với bitum càng lớn. Loại bê tông dùng ñá granit chống mài mòn tốt hơn dùng ñá vôi. IV. Tính ổn ñịnh nước: Bê tông asphalt bị ẩm lâu ngày có thể bị phá hoại do liên kết cấu trúc bị yếu ñi. Tính ổn ñịnh nước phụ thuộc vào ñộ ñặc và sự ổn ñịnh của ñộ dính bám. ðộ rỗng của bê tông asfalt (thường là 3-7%) có ảnh hưởng lớn ñến ñộ ổn ñịnh nước. Lỗ rỗng trong bê tông có thể là lỗ rỗng hở hoặc lỗ rỗng kín. Giảm kích thước hạt thì số lượng lỗ rỗng kín không thấm nước tăng lên. Trong bê tông hạt lớn thực tế chỉ chứa lỗ rỗng hở, còn trong bê tông hạt nhỏ lỗ rỗng hở chỉ chiếm 30 – 40%. ðộ ổn ñịnh nước của bê tông asfalt ñược xác ñịnh thông qua ñộ bão hòa nước ñộ trương phồng và hệ số mềm (Km). Hệ số mềm yêu cầu không ñược thấp hơn 0,9 còn khi ngâm dài ngày trong nước (14ngày) yêu cầu không nhỏ hơn 0,8. * Yêu cầu kỹ thuật của BT asphalt Bê tông asphalt dùng ñể xây dựng các lớp áo ñường ôtô cấp I, II, III, ñường thành phố và sân bãi. Mỗi nước ñều có những tiêu chuẩn riêng về loại bê tông này. Ở Việt Nam, 22 TCN 63-1984 quy ñịnh các chỉ tiêu kỹ thuật của bê tông asphalt như bảng 6-2. Bảng 6-2: Bảng quy ñịnh các chỉ tiêu của bê tông asphalt 6-6. Thiết kế thành phần BT asphalt Mục ñích của việc thiết kế thành phần bê tông là lựa chọn một dạng (nóng, ẩm, nguội) và loại (A, B, …) bê tông tương ứng với ñiều kiện làm việc (vùng khí hậu, ñặc tính chịu tải) với loại vật liệu khoáng, loại và lượng bitum tối ưu, với tỉ lệ giữa các thành phần thỏa mãn với các yêu cầu quy ñịnh. Có nhiều phương pháp thiết kế thành phần bê tông asphalt. Song phổ biến nhất, cho kết quả tin cậy nhất là phương pháp dựa trên cơ sở lý thuyết về ñường cong ñộ ñặc hợp lý của hỗn hợp vật liệu khoáng, ñó là phương pháp tính toán kết hợp với thực nghiệm. Trình tự thiết kế thành phần bê tông asphalt như sau: lựa chọn và kiểm tra vật liệu, xác ñịnh tỉ lệ của các vật liệu theo thành phần cấp phối hạt, lựa chọn thành phần bitum tối ưu và thí nghiệm kiểm tra các chỉ tiêu kỹ thuật trên các mẫu thử. I. Lựa chọn thành phần vật liệu khoáng ñể chế tạo bê tông asphalt. Vật liệu sử dụng phải phù hợp với loại, dạng bê tông và ñạt các yêu cầu về tính chất cơ học, tính ổn ñịnh nhiệt và tính chống ăn mòn, ñồng thời phải phù hợp với yêu cầu của quy phạm. Thành phần cấp phối hạt theo quy phạm ñược giới thiệu trên hình 6-2, hình 6-3 và bảng 6-3, bảng 6-4. Hình 6-2: Thành phần hạt liên tục của bê tông nhựa nóng Hình 6-3: Thành phần hạt gián ñoạn của bê tông nhựa nóng Bảng 6-3: Thành phần hạt của hỗn hợp bê tông asphalt nóng và ẩm Bảng 6-4: Thành phần hạt của hỗn hợp bê tông asphalt nguội Thành phần vật liệu khoáng trong bê tông asphalt thông thường gồm 3 loại: ñá dăm, cát, bột khoáng với tỉ lệ là ð, C, B%. Trong một số trường hợp ñể tăng chất lượng có thể cho thêm một phần ñá mạt (M%). Hỗn hợp vật liệu khoáng ñược lựa chọn có tổng tỉ lệ thành phần như sau: ð+C+B+M = 100% hoặc ð+C+B = 100% (không có ñá mạt) Lượng lọt qua sàng của hỗn hợp vật liệu khoáng Lx ñược xác ñịnh theo công thức: Trong ñó: ðx, Mx, Cx và Bx lượng lọt qua sàng kích thước x(mm) của ñá, mạt ñá, cát và bột ñá. II. Xác ñịnh lượng ñá dăm Tỷ lệ thành phần của ñá dăm ñược xác ñịnh theo công thức: Trong ñó: Ax, Ad là lượng sót tích lũy tại cỡ hạt x (mm) của hỗn hợp lý theo quy phạm và của ñá dăm. III. Xác ñịnh lượng bột khoáng Tỷ lệ phần trăm của bột khoáng (có cỡ hạt < 0,071mm) ñược xác ñịnh theo công thức sau (phần cát và ñá mạt có kích thước <0,071mm cũng ñược coi là bột khoáng): Trong ñó: Y0,071, B0,071 là lượng hạt nhỏ hơn 0,071mmcuar hỗn hợp vật liệu hợp lý và của bột khoáng. IV. Xác ñịnh lượng cát và mạt ñá Tỷ lệ phần trăm của cát và mạt ñá ñược tính như sau: C + M = 100 – B – ð hoặc C = 100 – B – ð (không dùng mạt ñá) Từ kết quả tính toán và thành phần vật liệu thực tế, tiến hành tính toán lại trị số Lx với tất cả các cỡ hạt. So sánh ñường biểu diễn Lx với thành phần hạt khoáng vật hợp lý. Yêu cầu Lx phải phù hợp với giới hạn thành phần của hỗn hợp hợp lý theo quy phạm. Nếu thành phần chọn ñược không hợp quy phạm thì có thể ñiều chỉnh lại các lượng vật liệu ñể có Lx hợp quy phạm. V. Xác ñịnh lượng bitum tối ưu Lượng bitum tối ưu ñược tính toán theo chỉ tiêu ñộ rỗng của hỗn hợp vật liệu khoáng của các mẫu thí nghiệm bê tông asphalt và ñộ rỗng còn dư của bê tông asphalt theo quy ñịnh ở quy phạm. Chuẩn bị các mẫu thí nghiệm từ hỗn hợp bê tông asphalt, trong ñó lượng bitum dùng giảm ñi 0,3-0,5% so với giới hạn dưới của các trị số trong bảng 6-3. Lượng bitum tối ưu ñược xác ñịnh theo công thức sau: VI. Kiểm tra trên các mẫu thí nghiệm Kết quả tính toán lượng bitum sẽ dùng ñể chế tạo ba mẫu thử và kiểm tra lại các tính năng cần thiết của bê tông asphalt. Nếu chỉ tiêu ñộ rỗng không ñảm bảo các chỉ tiêu khác (ví dụ cường ñộ, ñộ ổn ñịnh nước) thì ñiều chỉnh lại thành phần vật liệu khoáng, chủ yếu là lượng bột khoáng. Sau ñó tính lại lượng B và làm lại theo trình tự trên cho ñến lúc ñạt các yêu cầu quy ñịnh. 6-7. Chế tạo và thi công bê tông asphalt I. Chế tạo (Trộn) Trong giai ñoạn chuẩn bị, nguyên liệu ñá dăm hay sỏi, cát cần ñược sấy khô và nung ñến nhiệt ñộ phù hợp với ñộ nhớt của bi tum. Bi tum cần phải ñun ñến nhiệt ñộ thi công từ 140-200oC tùy theo ñộ quánh của bi tum và loại bê tông asphalt (nóng, ấm...). Việc trộn bê tông asphalt ñược tiến hành theo 2 giai ñoạn: Giai ñoạn 1 (trộn khô). ðá dăm và cát nóng ñược trộn với bột khoáng (không nung nóng). Các hạt bột khoáng sẽ bọc bề mặt cát, ñá ñể tăng ñộ hoạt tính bề mặt cho cốt liệu. Giai ñoạn 2. Trộn hỗn hợp khoáng với bi tum ñến nhiệt ñộ thi công trong thời gian qui ñịnh, với máy trộn tự do thời gian trộn khoảng 450-500 giây, với máy trộn cưỡng bức khoảng 150-150 giây tùy theo loại bê tông asphalt. Việc vận chuyển và rải bê tông asphalt tại nơi thi công phải yêu cầu hỗn hơp có nhiệt ñộ thích hợp khi bắt ñầu rải và ñầm chắc. ðể ñảm bảo chất lượng lớp phủ bề mặt ñường cần chế tạo bê tông ở những xưởng bê tông asphalt cố ñịnh. Xưởng chế tạo bê tông asphalt bao gồm 4 bộ phận: phân xưởng ñá dăm (sỏi) và cát, phân xưởng chế tạo bột ñá, phân xưởng bitum và phân xưởng nhào trộn. Trong ñó bộ phận nhào trộn là quan trọng nhất. Công việc nhào trộn ñược tiến hành tại các trạm trộn nóng (hình 6-5) Cát và ñá dăm ñã ñược chuẩn bị trước (1) theo các số liệu và qui phạm ñược ñưa vào thùng sấy (3) nhờ các máy vận chuyển vật liệu (2), trong thùng sấy nhiệt ñộ từ 200-220oC. Máy chuyển nóng (4) chuyển ñá dăm và cát vào sàng chấn ñộng (5). Những hạt ñá và cát phù hợp với thành phần hạt qui ñịnh ñược chuyển vào thùng chứa (6). Bột khoáng ñược ñưa vào thùng chứa nhờ thiết bị vận chuyển (7). Vật liệu khoáng ñược chuyển qua thiết bị ñịnh lượng (8) ñể xác ñịnh lượng vật liệu cho mẻ trộn và chuyển vào máy trộn (9). Hình 6-4: Trạm trộn bê tông asphalt nóng Hỗn hợp vật liệu khoáng ñược trộn khô trong thời gian 10-20 giây. Sau ñó ñưa bi tum ñã ñun ở nhiệt ñộ cần thiết vào. Nâng nhiệt ñộ của toàn bộ hỗn hợp lên 150-170oC và trộn trong thời gian 60-80 giây cho ñến khi nhận ñược hỗn hợp bê tông asphalt. Dùng ôtô chuyên dụng vận chuyển hỗn hợp bê tông asphalt ñến ñịa ñiểm thi công. Việc rải và ñầm chắc bê tông asphalt tuỳ theo loại bê tông, yêu cầu lớp phủ mặt ñường và thiết bị mà có những qui trình công nghệ riêng. Ở Việt Nam hiện nay thường dùng các trạm trộn của Nga, Nhật, Mỹ. Các trạm trộn thường dùng máy trộn làm việc theo nguyên tắc trộn cưỡng bức và tự ñộng ñiều khiển quá trình trộn. Hình 6-5: Dây chuyền sản xuất bê tông asphalt II. Vận chuyển Bê tông asphalt ñược vận chuyển ñến công trường trong ñiều kiện ñược che chắn tốt, các xe tải có bạt che ñề phòng sự giảm nhiệt ñộ quá mức hoặc sự tạo lớp vỏ cứng trên mặt trong thời gian trộn, xả vào phễu của máy rải. Các xe thường ñược phủ bạt hai lớp trong thời tiết lạnh. ðể dỡ vật liệu nóng ñược dễ dàng người ta rải một ít cát hoặc bội ở ñáy thùng xe trước khi chất tải. Tuyệt ñối không ñược dùng dầu diezel cho mục ñích này vì dầu có xu hướng ñọng lại ở mặt sàn xe và bị hỗn hợp nóng hấp thụ. Dầu này sẽ làm mềm bitum và nó không ñược phân tán ñều khi rải do vậy làm cho vật liệu rải bị những chỗ mềm cục bộ. ðiều ñó ñặc biệt có hại nếu vật liệu ñược dùng làm lớp mặt. III. Rải hỗn hợp bê tông asphalt Hình 6-6 cho thấy dơ ñồ cấu tạo của một máy rải kiểu bàn gạt nổi. Máy rải gồm hai bộ phận: ñầu kéo và bộ san gạt. Vật liệu từ xe tải ñược cho vào phễu của bộ phận kéo. Hình 6-6: Máy rải bê tông asphalt Hai hệ thống cấp liệu ñộc lập chuyển vật liệu qua cơ cấu băng chuyền xích. Dòng vật liệu từ phễu ñược khống chế bở tốc ñộ của băng tải hoặc ñiều chỉnh bởi cửa ra vật liệu ở pía sau phễu. Khi vật liệu ñược tháo ra tè phía sau của bột phận kéo, nó ñược phân phối theo phương ngang với tốc ñộ của băng tải trái và phải. Chiều rộng vệt rải các máy kiểu Anh thường thay dổi từ 2,5m ñến 4,75m và bộ phận nới rộng bằng trục bulông có thể cho phép rải với bề rộng lên tới 6,5m. Các máy rải kiểu Nga có chiều rộng vệt rải 3m ñến 3,5m, với các máy rải liên hợp có thể rải một vệt tới 7,5m. Hiện nay ở Anh và Nga thường sử dụng các máy rải và san tự ñộng có thể khống chế chiều dày của lớp bê tông asphalt (hình 6-6). Công suất của máy rải có thể từ 25 ñến 35 T/giờ. Chiều dài của vệt rải phụ thuộc vào nhiệt ñộ không khí, nhiệt ñộ không khí từ 10 ñến 150C thì chiều dài vệt ñổ từ 60 ñến 100m, nhiệt ñộ không khí từ 15 ñến 250C thì chiều dài vệt ñổ từ 100 ñến 150m. IV. ðầm nén hỗn hợp bê tông asphalt ðầm chặt là quá trình nén hỗn hợp bê tông asphalt ñến thể tích nhỏ nhất có thể, ñiều chỉnh phối hợp của các hạt ñể làm giảm ñộ rỗng khối. ðầm nén là giai ñoạn quyết ñịnh nhất trong việc thi công bất kỳ lớp vật liệu nào của kết cấu mặt ñường. Sự ñầm nén làm cho các hạt cấu trúc của vật liệu tiếp súc chặt chẽ với nhau và giảm thiểu lỗ rỗng dư. Sự ñầm nén có ảnh hưởng quyết ñịnh ñến chất lượng lớp phủ mặt ñường và tuổi thọ của nó. Những lớp phủ có ñộ ñầm nén kém thường giảm khả năng ổn ñịnh nước và giảm thời gian khái thác ñến 2 lần. Khi tăng các lực ñầm nén cấu trúc của bê tông asphalt ñược thay ñổi, các tính chất vật lý và cơ học cũng ñược thay ñổi theo, xem bảng 6-5. Bảng 6-5: Quan hệ giữa các tính chất vật lý và cơ học của bê tông asphalt với tải trọng ñầm nén Yêu cầu chính của một máy lu là ñảm bảo ñầm lớp vật liệu rải một cách hiệu quả và ñảm bảo một bề mặt bằng phẳng ñồng ñều. Trước ñây yêu cầu này vẫn ñược áp dụng bằng lu bánh cứng 3 bánh trọng lượng tĩnh 8-10 tấn. Tuy nhiên, từ cuối những năm 70 việc sử dụng lu chấn ñộng ñã trở nên phổ biến. Các lu tĩnh như loại 2 bánh, 3 bánh (hình 6-7) có trọng lượng từ 5-12 tấn. Ngoài khối lượng cố ñịnh của lu, trọng lượng tĩnh của lu ñược ñiều chỉnh bằng cách thêm vào hoạc bớt ñi các khối gia trọng trên lu. Lực ñầm nén ñược ñánh giá qua ñại lượng “áp suất tĩnh”, tức là trị số của tại trọng tĩnh chia cho diện tích tiếp xúc của bánh lu với bề mặt vật liệu.Với các máy lu có trọng lượng tĩnh cho trước, chúng cần có diện tích vệt tiếp xúc nhỏ nhất và vật liệu sẽ ñược tiếp xúc với áp suất lớn nhất, do vậy sẽ cho hiệu quả ñầm nén cao. ðối với hỗn hợp hạt nhỏ thì bắt ñầu sử dụng lu nhẹ lu 5-6 lần sau ñó lu từ 6-8 lần bằng các lu bánh hơi, cuối cùng lu từ 6-8 lần bằng các lu nặng. Hình 6-8: Lu bánh chấn ñộng DV 90 TV Hình 6-7: Lu bánh thép tĩnh Hình 6-9: Lu bánh lốp GRW18 Câu hỏi ôn tập 1, Khái niệm và phân loại CKD hữu cơ? 2, Các tính chất cơ bản của bitum dầu mỏ? 3, Khái niệm và phân loại bê tông asphalt? 4, Vật liệu chế tạo bê tông asphalt? 5, Trình bày các tính chất của bê tông asphalt? 6, Tính toán thành phần bê tông asphalt? 7, Nội dung công tác thi công bê tông asphalt? Trường Đại học Thủy lợi Bộ môn Vật liệu Xây dựng Chương VII: Vữa Xây Dựng I. Khái niệm và phân loại  Vữa là một hỗn hợp của một hoặc nhiều loại xi măng, cát sạch và cấp phối tốt, và một lượng vừa đủ nước để tạo ra hỗn hợp vữa dẻo. Vữa hoạt động như chất kết dính trong khối xây, và chức năng của nó bao gồm dính kết các viên gạch với nhau trong khi điền đầy các khoảng trống giữa chúng, lấp bù sự thiếu hụt về kích thước của các viên gạch, gắn kết với các bề mặt và cốt thép với gạch để cùng hoạt động trong một hệ thống kết cấu, và tạo ra tính thẩm mỹ cho công trình bằng việc sử dụng các loại màu và loại liên kết.  Vữa được dùng khi còn đang dẻo, sau đó đông rắn; vì vậy cả tính chất của hỗn hợp vữa và vữa khi rắn chắc quy định mức độ phù hợp của một loại vữa cho một công trình cụ thể. Khả năng làm việc của một loại vữa được xác định bởi tính dính, và tính ổn định. Một hỗn hợp vữa được coi là tốt khi hỗn hợp đó không bị phân tầng, dễ dàng dàn mỏng, chịu được sức nặng của gạch, dễ dàng dóng thẳng hàng, bám dính tốt với bề mặt thẳng đứng của các viên gạch, và dễ dàng nhét vào trong các mạch vữa, mà không làm dính bẩn đến bề mặt của tường xây.