Quy trình sản xuất nhựa đường: Công nghệ và ứng dụng trong xây dựng cầu đường

Quy trình sản xuất nhựa đường là một quá trình công nghệ cao, quyết định chất lượng của nhựa đường Bitumen, một trong những vật liệu xây dựng cầu đường quan trọng nhất. Là chủ đầu tư với kinh nghiệm thực tiễn, chúng tôi hiểu rằng việc nắm rõ quy trình sản xuất nhựa đường giúp đảm bảo lựa chọn các loại nhựa đường lỏng, nhựa đường đặc, nhựa đường polymer, nhựa đường nhũ hóa, và nhựa đường 60/70 phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của công trình. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ phân tích chi tiết quy trình sản xuất nhựa đường, các giai đoạn công nghệ, và ứng dụng của sản phẩm trong xây dựng. Để được tư vấn chuyên sâu, hãy liên hệ qua số 0902 96 0002.

Quy trình sản xuất nhựa đường là gì?

Quy trình sản xuất nhựa đường là chuỗi các công đoạn kỹ thuật nhằm chuyển hóa dầu thô hoặc bitum tự nhiên thành nhựa đường Bitumen, một vật liệu có đặc tính kết dính, chống thấm, và chịu nhiệt, được sử dụng rộng rãi trong xây dựng đường bộ, cầu, sân bay, và chống thấm. Tùy thuộc vào loại nhựa đường (nhựa đường đặc, nhựa đường lỏng, nhựa đường nhũ hóa, hoặc nhựa đường polymer), quy trình sản xuất có thể bao gồm các bước như chưng cất, pha trộn dung môi, nhũ hóa, hoặc bổ sung polymer. Các tiêu chuẩn như TCVN 7493:2005 (Việt Nam) và ASTM D946 (quốc tế) được áp dụng để kiểm soát chất lượng sản phẩm.

Nhựa đường 60/70, loại phổ biến nhất tại Việt Nam, là sản phẩm chính của quy trình chưng cất dầu thô, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho bê tông nhựa nóng (HMA). Các loại khác như nhựa đường lỏng và nhựa đường nhũ hóa yêu cầu các bước xử lý bổ sung để phù hợp với ứng dụng cụ thể.

Các giai đoạn trong quy trình sản xuất nhựa đường

1. Chưng cất dầu thô

Nhựa đường Bitumen chủ yếu được sản xuất từ dầu thô thông qua quá trình chưng cất tại nhà máy lọc dầu. Các bước chính bao gồm:

Chưng cất phân đoạn: Dầu thô được làm nóng trong lò đến 300-350°C và đưa vào tháp chưng cất khí quyển. Các thành phần nhẹ (xăng, dầu hỏa, diesel) bay hơi, để lại cặn dầu nặng (residue).

Chưng cất chân không: Cặn dầu từ chưng cất khí quyển được chuyển sang tháp chưng cất chân không, nơi nhiệt độ được kiểm soát (350-400°C) và áp suất giảm để tách các thành phần nặng hơn. Phần cặn cuối cùng là nhựa đường đặc, bao gồm nhựa đường 60/70, có độ kim lún 60-70 mm.

Giai đoạn này tạo ra nhựa đường đặc, nền tảng cho các loại nhựa đường khác.

2. Điều chỉnh độ nhớt (sản xuất nhựa đường lỏng)

Để sản xuất nhựa đường lỏng (như MC70, MC30), nhựa đường đặc được pha trộn với dung môi hydrocarbon (dầu hỏa, xăng) tại nhà máy. Tỷ lệ dung môi (5-20%) được kiểm soát để đạt độ nhớt mong muốn, phù hợp cho lớp lót (prime coat) hoặc sửa chữa mặt đường. Quá trình pha trộn diễn ra ở nhiệt độ 80-120°C, đảm bảo hỗn hợp đồng nhất mà không làm thay đổi tính chất hóa học của nhựa đường.

3. Nhũ hóa (sản xuất nhựa đường nhũ hóa)

Nhựa đường nhũ hóa (như CRS-1, CRS-2) được sản xuất bằng cách trộn nhựa đường đặc với nước và chất nhũ hóa (thường là muối amin hoặc xà phòng). Quy trình này sử dụng máy nghiền keo (colloid mill) để tạo ra các hạt nhựa đường siêu nhỏ (1-10 micromet) phân tán trong nước. Các thông số chính bao gồm:

Hàm lượng nhựa đường: 57-70% theo TCVN 8863:2011.

Tỷ lệ chất nhũ hóa: 0.2-2%, tùy loại nhũ tương (nhanh phá, trung phá, chậm phá).

Nhiệt độ trộn: 120-140°C cho nhựa đường, 40-70°C cho nước.

Nhựa đường nhũ hóa phù hợp cho bảo trì, vá đường, hoặc lớp dính bám, nhờ khả năng thi công ở nhiệt độ thường.

4. Bổ sung polymer (sản xuất nhựa đường polymer)

Nhựa đường polymer được sản xuất bằng cách thêm polymer (SBS, SBR) vào nhựa đường đặc để tăng độ đàn hồi, khả năng chịu nhiệt, và chống nứt gãy. Quá trình này sử dụng máy trộn tốc độ cao (high-shear mixer) ở nhiệt độ 160-180°C, với tỷ lệ polymer từ 2-6%. Nhựa đường polymer thường được dùng cho đường cao tốc hoặc cầu chịu tải lớn, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cao hơn TCVN 7493:2005.

5. Kiểm tra chất lượng

Sau khi sản xuất, nhựa đường được kiểm tra theo các tiêu chuẩn như TCVN 7493:2005 hoặc ASTM D946, bao gồm:

Độ kim lún (ASTM D5): 60-70 mm cho nhựa đường 60/70.

Điểm mềm (ASTM D36): 49-56°C.

Độ dẻo (ASTM D113): Tối thiểu 100 cm.

Độ nhớt (ASTM D2171): Đảm bảo khả năng chảy và thi công.

Điểm chớp cháy (ASTM D93): Tối thiểu 232°C, đảm bảo an toàn.

Kết quả kiểm tra được ghi nhận trong chứng chỉ chất lượng (COA), đảm bảo nhựa đường đáp ứng yêu cầu của vật liệu xây dựng cầu đường.

Ứng dụng của nhựa đường trong xây dựng cầu đường

Các sản phẩm từ quy trình sản xuất nhựa đường được ứng dụng rộng rãi trong vật liệu xây dựng cầu đường:

Nhựa đường 60/70: Dùng cho bê tông nhựa nóng (HMA), tạo lớp mặt đường quốc lộ, đô thị, và sân bay.

Nhựa đường lỏng: Dùng cho lớp lót (prime coat) hoặc sửa chữa nhanh, với định mức tưới 0.5-1.5 kg/m².

Nhựa đường nhũ hóa: Dùng cho vá đường, lớp dính bám (tack coat Rowling: 0.2-0.5 kg/m², hoặc bảo trì mặt đường.

Nhựa đường polymer: Dùng cho đường cao tốc và cầu, nhờ độ đàn hồi và khả năng chịu nhiệt cao.

Chống thấm: Nhựa đường đặc được dùng làm lớp chống thấm cho cầu và hầm.

Lợi ích của quy trình sản xuất nhựa đường đạt chuẩn

Chất lượng ổn định: Đảm bảo nhựa đường 60/70, nhựa đường polymer đáp ứng TCVN 7493:2005 và ASTM D946.

Đa dạng ứng dụng: Tạo ra nhiều loại nhựa đường phù hợp với các công trình khác nhau.

Hiệu quả kinh tế: Nhựa đường 60/70 và nhựa đường lỏng có chi phí hợp lý, phù hợp với nhiều dự án.

Độ bền cao: Sản phẩm chất lượng đảm bảo mặt đường bền vững, giảm chi phí bảo trì.

Để nhận tư vấn về quy trình sản xuất nhựa đường và lựa chọn vật liệu, hãy liên hệ qua 0902 96 0002.

Lưu ý khi sử dụng nhựa đường

Lựa chọn nhà cung cấp uy tín: Đảm bảo nhựa đường từ Petrolimex, Shell, hoặc nguồn nhập khẩu (, Singapore) đạt chuẩn COA.

Kiểm tra chất lượng: Thực hiện các bài kiểm tra độ kim lún, điểm mềm, độ dẻo trước khi thi công.

Bảo quản đúng cách: Lưu trữ ở nhiệt độ ổn định, tránh ánh nắng và nước để ngăn oxi hóa.

Kết luận

Quy trình sản xuất nhựa đường là nền tảng để tạo ra nhựa đường Bitumen chất lượng cao, từ nhựa đường đặc, nhựa đường lỏng, nhựa đường nhũ hóa, đến nhựa đường polymer, đáp ứng các yêu cầu của vật liệu xây dựng cầu đường. Việc tuân thủ các tiêu chuẩn TCVN và ASTM đảm bảo độ bền, khả năng chống thấm, và hiệu quả kinh tế cho các công trình. Là chủ đầu tư, chúng tôi khuyến nghị lựa chọn nhựa đường từ các nhà sản xuất uy tín để tối ưu hóa chất lượng công trình.

Hãy liên hệ qua 0902 96 0002 để nhận tư vấn chi tiết về quy trình sản xuất nhựa đường và giải pháp thi công