Chất hoạt động bề mặt có ứng dụng rộng rãi trong xây dựng mặt đường nhựa, chủ yếu bao gồm các khía cạnh sau:
1. Dùng làm chất phụ gia cho hỗn hợp nóng
(1) Cơ chế tác dụng
Phụ gia trộn nóng là một loại chất hoạt động bề mặt (ví dụ: phụ gia trộn nóng loại APTL) bao gồm các nhóm ưa dầu và ưa nước trong cấu trúc phân tử của chúng. Trong quá trình trộn hỗn hợp nhựa đường, phụ gia trộn nóng được phun vào thùng trộn đồng thời với nhựa đường. Dưới tác động của máy khuấy, các nhóm ưa dầu liên kết với nhựa đường, trong khi các phân tử nước còn lại kết hợp với các nhóm ưa nước để tạo thành một lớp màng nước cấu trúc giữa các cốt liệu được phủ nhựa đường. Lớp màng nước này hoạt động như một chất bôi trơn, tăng cường khả năng làm việc của hỗn hợp trong quá trình trộn. Trong quá trình rải và đầm nén, lớp màng nước cấu trúc tiếp tục cung cấp chất bôi trơn, làm tăng tốc độ rải và tạo điều kiện thuận lợi cho việc đầm nén hỗn hợp. Sau khi đầm nén hoàn tất, các phân tử nước bay hơi dần dần, và chất hoạt động bề mặt di chuyển đến giao diện giữa nhựa đường và cốt liệu, tăng cường khả năng liên kết giữa cốt liệu và chất kết dính nhựa đường.
(2) Ưu điểm
Phụ gia trộn nóng có thể giảm nhiệt độ trộn, rải và đầm nén từ 30–60°C, kéo dài mùa thi công đến môi trường trên 0°C. Chúng giảm lượng khí thải CO₂ khoảng 50% và khí thải độc hại (ví dụ: khói nhựa đường) hơn 80%. Ngoài ra, chúng ngăn ngừa sự lão hóa của nhựa đường, đảm bảo chất lượng đầm nén và hiệu suất thi công, đồng thời kéo dài tuổi thọ của mặt đường nhựa. Hơn nữa, việc sử dụng phụ gia trộn nóng có thể tăng sản lượng của các trạm trộn lên 20–25% và tăng tốc độ rải/đầm nén lên 10–20%, từ đó cải thiện hiệu quả thi công và rút ngắn thời gian thi công.
2. Dùng làm chất nhũ hóa nhựa đường
(1) Phân loại và Đặc điểm
Chất nhũ hóa nhựa đường là các chất hoạt động bề mặt được phân loại theo tính chất ion thành các loại cation, anion, không ion và lưỡng tính. Chất nhũ hóa nhựa đường cation hấp phụ lên cốt liệu mang điện tích âm thông qua điện tích dương, tạo độ bám dính mạnh – đặc biệt thích hợp cho các vùng ẩm ướt và nhiều mưa. Chất nhũ hóa anion, tuy giá thành thấp nhưng khả năng chống nước kém và đang dần được thay thế. Chất nhũ hóa không ion và lưỡng tính đáp ứng được yêu cầu của các điều kiện môi trường đặc biệt. Được phân loại theo tốc độ tách nhũ tương, chúng bao gồm các loại đông kết chậm (được sử dụng cho lớp phủ bùn và tái chế nguội), đông kết trung bình (cân bằng thời gian mở và tốc độ đóng rắn) và đông kết nhanh (được sử dụng để xử lý bề mặt nhằm cho phép đóng rắn nhanh và mở đường giao thông).
(2) Kịch bản ứng dụng
Chất nhũ hóa nhựa đường cho phép trộn và trải nhựa nguội, loại bỏ nhu cầu gia nhiệt nhựa đường, giảm tiêu thụ năng lượng hơn 30% - một lợi thế đáng kể ở các vùng núi hẻo lánh hoặc khi sửa chữa đường đô thị nhanh chóng. Chúng cũng được sử dụng để bảo trì phòng ngừa (ví dụ: lớp phủ bùn) để sửa chữa mặt đường cũ và kéo dài tuổi thọ thêm 5-8 năm. Ngoài ra, chúng hỗ trợ tái chế nguội tại chỗ, đạt được hiệu quả tái chế 100% vật liệu nhựa đường cũ và giảm chi phí 20%.
3. Cải thiện khả năng thi công của nhựa đường pha loãng và hỗn hợp của nó
(1) Tác dụng
Các chất hoạt động bề mặt được pha chế bằng cách kết hợp chất giảm độ nhớt dầu nặng (AMS) với Span80, khi được thêm vào nhựa đường pha loãng, làm giảm đáng kể sức căng bề mặt tại giao diện giữa nhựa đường và cốt liệu, đồng thời làm giảm độ nhớt của nhựa đường pha loãng. Điều này đảm bảo hiệu suất trộn tối ưu của hỗn hợp đồng thời giảm lượng nhiên liệu diesel cần dùng. Việc bổ sung các chất hoạt động bề mặt hỗn hợp giúp tăng khả năng trải đều của nhựa đường trên bề mặt cốt liệu, giảm sức cản trong quá trình trải nhựa và tăng độ đầm nén cuối cùng của hỗn hợp nhựa đường pha loãng – cải thiện tính đồng nhất của hỗn hợp và hiệu suất trải/đầm nén.
(2) Cơ chế
Các chất hoạt động bề mặt phức hợp làm thay đổi sức căng bề mặt giữa chất lỏng và chất rắn (giữa nhựa đường và cốt liệu), giúp hỗn hợp nhựa đường duy trì hiệu suất thi công tốt ngay cả khi giảm lượng chất pha loãng. Ở liều lượng chất hoạt động bề mặt 1,0–1,5%, sự cải thiện về đặc tính trải nhựa và đầm nén của hỗn hợp nhựa đường pha loãng tương đương với việc thêm 4–6% chất pha loãng dầu diesel, cho phép hỗn hợp đạt được độ đồng nhất khi trộn và khả năng đầm nén tương tự.
4. Đối với việc tái chế nguội mặt đường nhựa
(1) Cơ chế tái chế
Chất nhũ hóa nhựa đường tái chế nguội là các chất hoạt động bề mặt phân tán nhựa đường thành các vi hạt thông qua tác động hóa học và ổn định chúng trong nước, chức năng chính là cho phép thi công nhựa đường ở nhiệt độ môi trường. Các phân tử chất nhũ hóa tạo thành một lớp hấp phụ định hướng tại giao diện giữa nhựa đường và cốt liệu, chống lại sự xói mòn của nước - đặc biệt hiệu quả đối với cốt liệu có tính axit. Đồng thời, các thành phần dầu nhẹ trong nhựa đường nhũ hóa thấm vào nhựa đường đã cũ, phục hồi một phần độ dẻo của nó và tăng tỷ lệ tái chế vật liệu đã qua sử dụng.
(2) Ưu điểm
Công nghệ tái chế nguội cho phép trộn và thi công ở nhiệt độ môi trường, giảm tiêu thụ năng lượng từ 50–70% so với tái chế nóng và giảm phát thải khí nhà kính. Công nghệ này phù hợp với yêu cầu tái chế tài nguyên và phát triển bền vững.
Thời gian đăng bài: 09/12/2025