Khái niệm – Phân loại và Yêu cầu kỹ thuật Bitum lỏng xây dựng đường giao thông

Bitum là chất kết dính dạng lỏng thường xuyên đường sử dụng trong quá trình thi công thảm mặt đường giao thông, đặc biệt quan trọng khi thi công thảm bê tông nhựa nóng tại Hà Nội. Anh em kỹ thuật hãy tìm hiểu khái quát và cá dạng Bitum trong bài viết này!

Khái niệm về Bitum

Các loại vật liệu như bitum, guđrông, nhũ tương và nhựa màu đều là các chất kết dính hữu cơ. Chúng có thể tồn tại dưới các dạng khác nhau: từ cứng, quánh, đến lỏng, với thành phần chủ yếu là hiđrôcácbon cao phân tử và một số hợp chất khác. Những chất này có khả năng trộn lẫn và dính kết các vật liệu khoáng, tạo thành vật liệu đá nhân tạo có các tính chất vật lý và cơ học phù hợp để xây dựng các công trình như đường ô tô, sân bay.

Ngoài ra, các chất kết dính hữu cơ còn được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như làm vật liệu lợp mái, cách nước, chống thấm và bảo vệ các công trình như đập nước, các công trình kiến trúc, nền đường, gia cố nền đường sắt, sân thể thao, đường đua ô tô và mô tô. Trong bê tông nhựa asphalt, chất kết dính chủ yếu được sử dụng là bitum dầu mỏ (có dạng quánh hoặc lỏng), nhũ tương bitum hoặc bitum polyme.

Phân loại Bitum

Bitum có các loại chính như sau:

• Bitum dầu mỏ: Là sản phẩm cuối cùng của quá trình chưng cất dầu mỏ, chủ yếu có mặt ở các quốc gia như Mỹ, Nga và các nước Trung Đông.
• Bitum đá dầu: Được sản xuất từ quá trình chưng cất đá dầu, loại đá này có thể chứa đến 12% bitum. Bitum đá dầu thường được sản xuất tại các quốc gia như Pháp và Thụy Sĩ.
• Bitum thiên nhiên: Là loại bitum xuất hiện tự nhiên, có thể là tinh khiết hoặc lẫn với các loại đá. Bitum thiên nhiên được khai thác chủ yếu tại các mỏ ở Tây Ban Nha.
• Nhũ tương bitum: Là một dạng bitum lỏng, trong đó các hạt bitum được phân tán trong môi trường nước và có chất nhũ hoá. Nhũ tương bitum thường được sử dụng để dễ dàng thi công trong điều kiện ẩm ướt.
• Bitum polyme cải tiến: Là loại bitum được cải tiến bằng cách thêm thành phần polyme hữu cơ hoặc các chất polyme tạo màu. Bitum polyme có tính ổn định nhiệt cao, có thể tạo màu sắc cho công trình và có độ bền cao. Tuy nhiên, giá thành của bitum polyme cao, vì vậy nó thường được sử dụng trong các công trình cao cấp, đòi hỏi yêu cầu đặc biệt.
• Bitum rắn và bitum oxi hoá: Ở nhiệt độ từ 20–25°C, bitum này ở trạng thái rắn, có tính giòn và tính đàn hồi thấp. Khi được làm nóng ở nhiệt độ 180–200°C, bitum trở thành chất lỏng với các đặc tính của một chất lỏng.
• Bitum quánh: Ở nhiệt độ 20–25°C, bitum quánh có tính chất mềm, dẻo cao nhưng đàn hồi không lớn.
• Bitum lỏng: Ở nhiệt độ 20–25°C, bitum lỏng có thể chứa thành phần hiđrôcácbon dễ bay hơi. Khi các thành phần nhẹ bay hơi, bitum lỏng sẽ đông đặc lại và có tính chất gần với bitum quánh.

Tham khảo: Quy trình thi công thảm bê tông nhựa nóng của T&C Việt Nam

Yêu cầu kỹ thuật của Bitum lỏng trong thảm mặt đường giao thông

Bitum mỗi vùng – quốc gia có những quy định chặt chẽ khác nhau trên thế giới. Hãy cùng công ty cổ phần xây dựng T&C Việt Nam tìm hiểu các quốc gia phát triển quy định như thế nào ngay sau đây.

Quy định về Bitum của Nga

Bitum dầu mỏ loại lỏng dùng trong xây dựng đường ở Nga được chia thành hai loại chính: bitum lỏng đông đặc vừa và bitum lỏng đông đặc chậm. Các chỉ tiêu kỹ thuật của mỗi loại bitum lỏng này được quy định cụ thể trong các bảng sau:

Bảng: Các chỉ tiêu kỹ thuật của bitum lỏng đông đặc vừa

Các chỉ tiêu	Quy định theo mác	40/70	70/130	130/200	40/70	70/130
1. Độ nhớt theo nhớt kế (5mm, ở 60°C, giây)	Trong khoảng	40-70	10	37	45	Tốt
2. Lượng bay hơi sau khi nung (%)	Không nhỏ hơn	8	7	7	8	7
3. Nhiệt độ hóa mềm của phần còn lại sau khi nung (°C)	Không nhỏ hơn	39	39	39	28	29
4. Nhiệt độ bốc cháy (°C)	Không nhỏ hơn	100	110	60	100	110
5. Thí nghiệm liên kết với đá hoa hoặc cát	Tốt	Tốt	Tốt	Tốt	Tốt

Bảng: Các chỉ tiêu kỹ thuật của bitum lỏng đông đặc chậm

Các chỉ tiêu	Quy định về mác	130/200	40/70	70/130	130/200
1. Độ nhớt theo nhớt kế (5mm, ở 60°C, giây)	–	–	–	–	–
2. Lượng bốc hơi sau khi nung (%)	≥ 5	–	–	–	–
3. Nhiệt độ hóa mềm của phần còn lại sau khi nung (°C)	≥ 30	–	–	–	–
4. Nhiệt độ bốc cháy (°C)	≥ 110	120	160	180	–
5. Thí nghiệm liên kết với đá hoa hay cát	Tốt	Tốt	Tốt	Tốt	–

Tham khảo các quy định về Bitum lỏng của Mỹ

Ở Mỹ, có ba loại bitum lỏng chủ yếu dùng trong xây dựng đường: bitum lỏng đông đặc nhanh (RC), bitum lỏng đông đặc vừa (MC), và bitum lỏng đông đặc chậm (SC). Mỗi loại được phân chia thành các cấp độ khác nhau dựa trên độ nhớt của chúng. Các chỉ tiêu cơ lý của các loại bitum lỏng này được quy định trong bảng sau:

Bảng: Các chỉ tiêu cơ lý của các loại bitum lỏng theo ASTM

Các chỉ tiêu	Cấp BT lỏng theo độ nhớt	RC-70	RC-250	RC-300	RC-3000
1. Độ nhớt động lực (ở 140°F; cSt)	D2170–T201	70-140	250-500	800-6000	3000-6000
2. Nhiệt độ bốc cháy (°F)	D1310–T79	80+	80+	80+	80+
3. Sản phẩm cất (% theo thể tích của tổng lượng sản phẩm cất)	–	–	–	–	–
Đến 374°F	10+	–	–	–	–
Đến 437°F	50+	35+	15+	–	–
Đến 500°F	70+	60+	15+	25+	–
Đến 600°F	85+	80+	75+	70+	–
Bã nhựa sau khi cất đến 680°F (%)	–	55+	65+	75+	80+
4. Thí nghiệm trên bã nhựa sau khi chưng cất	–	–	–	–	–
Độ kim lún ở 77°F; 100g; 5 giây	D5–T49	80-120	30-120	80-120	80-120
Độ kéo dài ở 77°F (cm)	D148–T51	100+	100+	100+	100+
Độ hòa tan trong trichlorol-thylene (%)	D2042–T44	99.5+	99.5+	99.5+	99.5+

Tiêu chuẩn BS 3690 (Anh Quốc) dành cho Bitum

Tiêu chuẩn BS 3690 của Anh Quốc cũng quy định các chỉ tiêu kỹ thuật đối với bitum lỏng, được thể hiện trong bảng dưới đây.

Bảng: Các chỉ tiêu kỹ thuật đối với bitum lỏng (BS3690)

Đặc tính	Phương pháp thử	Phân cấp bitum lỏng
Độ nhớt ở 40°C (lỗ 10mm, giây)	BS2000-72	50 ± 10
Chưng cất: Đến 2250°C, % thể tích max	BS2000-27	1
Đến 3600°C, % thể tích	BS2000-27	10 ± 3
Độ kim lún ở 25°C sau khi chưng cất đến 3600°C, dmm	BS2000-49	100–350
Độ hòa tan trong trichlorothylene (%) theo khối lượng	BS2000-47	99.5

Tham khảo thêm: Báo giá thi công thảm bê tông nhựa nóng tại Hà Nội của T&C Việt Nam

Những chỉ tiêu trên giúp đảm bảo chất lượng của bitum lỏng được sử dụng trong các công trình xây dựng đường, đảm bảo tính ổn định và khả năng chịu tải trong các điều kiện khí hậu và môi trường khác nhau.