Nghiên cứu mới nhất: sử dụng silica dạng khí để nâng cao hiệu suất sản xuất và ứng dụng của nhựa đường hỗn hợp ấm
Nghiên cứu mới nhất: sử dụng silica dạng khí để nâng cao hiệu suất sản xuất và ứng dụng của nhựa đường hỗn hợp ấm
Vào đầu tháng 6 năm nay, Đại học Swansea gần đây đã công bố một nghiên cứu sử dụng các hạt nano silica bốc khói để tăng cường các đặc tính của hỗn hợp bê tông Warm (WMA). Kết quả cho thấy vật liệu cho thấy tiềm năng tuyệt vời trong việc tăng cường độ ẩm và độ nhạy lão hóa của chất kết dính nhựa đường.
Trước hết, phổ biến khoa học, thông qua các biện pháp kỹ thuật nhất định để bê tông nhựa được trộn ở nhiệt độ tương đối thấp và thi công mà vẫn giữ được hiệu suất không thấp hơn công nghệ hỗn hợp bê tông nhựa HMA hay còn gọi là công nghệ bê tông nhựa hỗn hợp ấm. Chìa khóa kỹ thuật là làm thế nào để giảm độ nhớt trộn của nhựa đường ở nhiệt độ thấp hơn mà không làm hỏng hiệu suất đường của HMA. Hiện nay, công nghệ trộn ấm chủ đạo quốc tế chủ yếu được thực hiện bằng cách bổ sung các vật liệu để giảm độ nhớt ở nhiệt độ cao của hỗn hợp bê tông nhựa. Đồng thời, công nghệ tiên tiến của bê tông nhựa trộn ấm hoàn toàn có thể chế tạo hỗn hợp bê tông nhựa trộn ấm để đạt được hiệu quả của hỗn hợp bê tông trộn nóng, nhưng do nhiệt độ trộn và đầm thấp hơn nên có nhiều ưu điểm hơn so với hỗn hợp bê tông nhựa trộn nóng.
Là một công nghệ hỗn hợp bê tông nhựa bền vững và thân thiện với môi trường, nhựa đường hỗn hợp ấm (WMA) đã được quan tâm rộng rãi trong ngành công nghiệp nhựa đường. So với bitum thông thường, WMA giảm phát thải hơi nước và khí nhà kính đồng thời giảm tiêu thụ năng lượng trong quá trình sản xuất hỗn hợp bitum. Tuy nhiên, độ nhạy với độ ẩm cao và sự lão hóa của nhựa đường làm giảm độ bền của WMA trên đường.
Hình ảnh FESEM của chất kết dính được biến đổi bởi các hạt nano silica ở thể khí (FSN) ở độ phóng đại khác nhau. Kích thước hạt trung bình của FSN là 33 nm. Cấu trúc lục giác đều với đường kính trung bình 100-300 nm. Hình ảnh FESEM của FSN (ac) không bị lão hóa và (bd) sau khi chất kết dính đã được sửa đổi lão hóa.
Để giải quyết hai vấn đề trong công nghệ WMA, nhóm nghiên cứu từ Viện An ninh Năng lượng của Đại học Swansea (ESRI) và Trung tâm Brunswick về Kỹ thuật Đường bộ (ISBS) tại Đại học Kỹ thuật Brunswick đã phát hiện ra rằng các hạt nano silica bay hơi (FSN) có tiềm năng được sử dụng như một chất kết dính chống lão hóa, không chỉ để hạ nhiệt độ, Và nhiệt độ có thể được hạ xuống đáng kể để khắc phục những hạn chế do dễ bị ẩm.
Trưởng nhóm nghiên cứu Goshtaps Cheraghian cho biết: "Nghiên cứu hiện tại đề cập đến những lỗ hổng trong công nghệ WMA. FSN bề mặt riêng cao là một vật liệu kinh tế và không độc hại, có ảnh hưởng quan trọng đến việc che chắn bitum trong công nghệ WMA. Ngoài ra, những phát hiện của chúng tôi về khái niệm tương tác phân tử giữa các hạt nano và chất kết dính nhựa đường có thể mở ra con đường mới cho việc ứng dụng công nghệ nano trong kỹ thuật nhựa đường." Đồng tác giả Sajad Kian cho biết: "Có thể một ngày nào đó những hạt nano có diện tích bề mặt cao này có thể được sử dụng trong nhựa đường và xây dựng những con đường bền hơn bằng cách giảm lượng khí thải liên quan đến nhựa đường (VOC và CO2) trong điều kiện thực tế."
