Đồ Án Tổng quan lý thuyết về nhũ tương bitum và các phương pháp nghiên cứu chế tạo ổn định nhũ tương bitum

Đề tài: Tổng quan lý thuyết về nhũ tương bitum và các phương pháp nghiên cứu chế tạo ổn định nhũ tương bitum


LỜI MỞ ĐẦU

Hoà cùng khí thế phát triển mạnh mẽ của nước ta trong thế kỷ mới thì Bộ giao thông vận tải , Bộ khoa học công nghệ và môi trường đã trực tiếp chỉ đạo phải xây dựng được một mạng lưới giao thông hoàn chỉnh , có chất lượng cao góp phần quan trong thúc đẩy sự phát triển của các ngành khác như thương mại , du lịch , vận tải hành khách,. nhằm thu hút nguồn đầu tư từ nước ngoài . Đối với một đất nước đã phải trải qua chiến tranh, cơ sở hạ tầng còn yếu kém như nứoc ta, mạng lưới giao thông vẫn chưa đáp ứng nhu cầu cho vận tải lưu thông hàng hoá thì việc xây dựng và nâng cấp là rất cần thiết để phù hợp với xu thế phát triển kinh tế và xã hội.
Để đạt được những chỉ tiêu trên thì khi xây dựng và phát triển chúng ta phải đảm bảo được những yêu cầu cần thiết như : mặt đường phải nhẵn bóng bền đẹp,có tính ổn định cao để đáp ứng nhu cầu giao thông đi lại . Chống chịu được áp lực của các luồng xe chạy liên tục ngày đêm, đảm bảo được lưu thông an toàn , kinh tế hiệu quả và các điều kiện khí hậu khắc nghiệt như ở nước ta : mưa , gió , nắng ,bão
Chính vì vậy mà vấn đề thiết kế và đảm bảo vật liệu thi công trong điều kiện cho phép hiện nay đóng một vai trò quan trọng . Tuỳ thuộc từng loại đường mà kết cấu , vật liệu và khả năng thi công có thể khác nhau.
Tuy mới được áp dụng vào ngành giao thông từ Thế Kỷ 19 nhưng Bitum dầu mỏ đã trở thành một ngành nguyên liệu quan trọng hàng đầu trong công nghệ làm đường vì nó đáp ứng được mọi yêu cầu về kỹ thuật , cũng như kinh tế .
Trong các công trình giao thông thì Bitum được sử dụng theo hai dạng sau :
- Công nghệ nhựa nóng : Trước đây công nghệ này là chủ đạo , khi thi công cần đun nóng nhựa lên nhiệt độ thích hợp để làm chúng chảy lỏng rồi mới thi công được .
- Công nghệ nhựa nguội : Sử dụng nhựa đường dạng nhũ tương là nhựa đường ở trạng thái phân tán cao trong nước được ổn định bởi chất nhũ hoá làm cho nhựa đường vẫn ở trạng thái lỏng ngay ở điều kiện bình thường . Vì vậy khi thi công nhựa đường ở dạng nhũ tương thì không cần phải đun nóng ,
Nhưng với những đặc tính ưu việt của mình mà ngày nay công nghệ nhựa nguội đã chiếm ưu thế hoàn toàn và dần dần lấn át công nghệ nhựa nóng . Và nó được gọi dưới một cái tên là “nhũ tương bitum”
Ban đầu vào năm 1906 , Schade van Westrum đã phát minh và nhận được bằng sáng chế về nhũ tương . Nó trở nên phổ biến cho đến ngày nay bởi khả năng bám dính với nhiều loại bề mặt rắn khác nhau của chúng.
Nhũ tương Bitum được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như duy tu bảo dưỡng , sửa chữa , rải lớp láng mặt , lớp bám dính và lớp bảo dưỡng chống thấm nhập . Cũng như tưới thấm nhựa , gia cố và cấp phối ở dạng trộn nguội , và rải nguội.
Khi sử dụng nhũ tương bitum thì việc thi công các công trình giao thông sẽ rất dễ dàng ,thuận tiện. Không cần đun nóng , không gây ô nhiễm môi trường, an toàn cho công nhân và người đi đường . Có thể cho phép tiến hành thi công trên mặt đường ẩm ướt vào mùa mưa . Tiết kiểm được từ 15-30% so với công nghệ nhựa nóng .Trong nhũ tương bitum có chứa nước nên khả năng lèn chặt mặt đường được dễ dàng hơn . Việc nghiên cứu và chế tạo nhũ tương bitum tai Việt Nam là rất cần thiết để đáp ứng đòi hỏi , yêu cầu hiện nay.
Trong đồ án này , em xin trình bày phần tổng quan lý thuyết về nhũ tương bitum và các phương pháp nghiên cứu chế tạo ổn định nhũ tương bitum, sau khi đã nghiên cứu kỹ các tài liệu được công bố trên thế giới đề phù hợp với hoàn cảnh nước ta trong bản luận văn này .

MỤC LỤC
Lời mở đầu 3
Phần I. Tổng quan . 5
Chương I : Tổng quan về dầu thực vật ở Việt Nam . 5
1. Thành phần . 5
2. Tính chất hoá học . 6
Chương III . Nhũ tương Bitum . 9
I. Lý thuyết chung về nhũ tương bitum . 9
1. Định nghĩa 9
2. Phân loại nhũ tương 10
2.1. Phân loại theo pha phân tán và môi trường phân tán 10
2.2. Phân loại theo tính chất hoạt động bề mặt . 10
2.3. Phân loại theo khả năng phân tách – theo ASTM D997-86 10
2.4. Phân loại theo Pháp NF T66-16 . 11
2.5 Phân loại theo khả năng thi công – theo Caltex 11
3. Ứng dụng của nhũ tương bitum 11
4.Ưu điểm của nhũ tương bitum trong xây dựng đường ôtô 13
II. Phương pháp chế tạo nhũ tương bitum . 14
1. Phương pháp ngưng tụ 14
2. Phương pháp phân tán 14
III. Chất nhũ hoá . 14
1. Định nghĩa . 14
2. Phân loại 15
2.1 Chất hoạt động bề mặt anion 15
2.2 Chất hoạt động bề mặt cation . 16
2.3 Chất hoạt động bề mặt mang hai dấu điện . 17
2.4 Chất hoạt động bề mặt không ion . 18
IV. Vấn đề ổn định nhũ tương 18
1. Sức căng bề mặt của dung dịch chất nhũ hoá . 18
2. Cấu tạo lớp điện tích kép 20
3. ổn định nhũ tương . 23
4. Hiện tượng tách nhũ 23
5. Hiện tượng bị đảo pha . 25
V. Một số chỉ tiêu quan trọng của nhũ tương bitum trong chế tạo và kiểm định. 25
1. Độ nhớt của nhũ tương bi tum . 25
2. Độ ổn định của nhũ tương bitum trong quá trình lưu giữ, bảo quản . 27
3. Tốc độ phân tách và hiệu thế Zeta . 28
4. Tính bám dính 29
5. Tính đồng nhất . 30
V. Lựa chọn chất nhũ hoá 30
VI. Công nghệ chế tạo nhũ tương bitum . 33
1. Qui trình chế tạo nhũ tương bitum . 33
2. Vấn đề chọn chất nhũ hoá cho phù hợp . 33
Phần II : Phương pháp nghiên cứu 35
Chương I : Quá trình tổng hợp chất nhũ hoá . 35
I. Quá trình thuỷ phân dầu 37
II. Tổng hợp chất nhũ hoá 40
Chương II : Chế tạo nhũ tương Bitum 42
I. Chế tạo nhũ tương Bitum 42
II. Sơ đồ nghiên cứu . 50
Chương III: Các phương pháp đánh giá quá trình thuỷ phân , nghiên cứu tổng hợp chất nhũ hoá và kiểm tra chất lượng nhựa Bitum 51
Chương IÑ: Hoá chất và thiết bị thực nghiệm . 57
Phần III: Kết quả và thảo luận 59
Chương 1: Giai đoạn tổng hợp chất nhũ hoá . 59
I . Quá trình thuỷ phân dầu 59
II. Kết quả tổng hơp chất nhũ hoá 65
1. Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ chuyển hoá của axít Oleic . 65
2. Kết quả phân tích định tính và định lượng . 67
Chương 2 : Giai đoạn chế tạo nhũ tương Bitum 68