Nghiên cứu đánh giá khả năng kháng nứt mỏi của bê tông nhựa sử dụng RFCC

Tác giả: PGS. TS. LÊ ANH THẮNG
              Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh

Các giai đoạn ứng xử của mẫu bê tông nhựa khi chịu tải trọng lặp

Những năm gần đây, các nhà khoa học trong nước và trên toàn thế giới đặc biệt quan tâm tới công nghệ xanh. Họ sử dụng các phế phẩm công nghiệp để cho vào các vật liệu phục vụ ngành Xây dựng nói chung và ngành xây dựng đường ô tô nói riêng.

Sự gia tăng lưu lượng và tải trọng trục xe của các phương tiện giao thông đã làm rút ngắn vòng đời của mặt đường bê tông nhựa nóng (HMA). Yêu cầu của vật liệu sử dụng cho kết cấu đường ô tô luôn được đòi hỏi cao. Thông thường thì chất lượng bê tông nhựa có tận dụng phê phẩm công nghiệp sẽ không bằng chất lượng hỗn hợp bê tông nhựa truyền thống. Các vật liệu tận dụng phế phẩm công nghiệp luôn cần được thử nghiệm bằng các thiết bị thí nghiệm hiện đại nhằm kiểm tra khả năng đáp ứng các đòi hỏi của việt liệu xây dựng.

Phá hoại mỏi thể hiện thông qua dạng nứt mạng, nứt dạng lưới, là một trong những dạng phá hoại phổ biến trên mặt đường bê tông nhựa. Chúng thường xuất hiện trên bề mặt đường khi gia tăng lưu lượng xe và tải trọng trục xe. Khi nghiên cứu áp dụng các nguồn vật liệu mới cho vật liệu bê tông nhựa, người ta thường phải đánh giá khả năng kháng mỏi. Khả năng kháng nứt mỏi là dạng phá hoại có thể được định lượng thông qua các mô hình thí nghiệm trong phòng.

RFCC (Residue Fluid Catalytic Cracking) là chất thải ra từ nhà máy lọc dầu, lượng chất thải này hiện đang dư thừa với một lượng khá lớn. Sử dụng chất thải RFCC là chủ đề chính của bài báo. RFCC có kích thước mịn và có chứa một số thành phần kim loại có thể thay thế bột khoáng trong bê tông nhựa. Một lượng phối trộn RFCC hợp lý vào cốt liệu có thể cải thiện được các đặc tính Marshall của hỗn hợp bê tông nhựa. Tuy nhiên, khả năng kháng mỏi của hỗn hợp bê tông nhựa chứa RFCC là chưa được thí nghiệm nhiều.

Khi phân tích kết quả thí nghiệm mỏi của mẫu bê tông nhựa, tác giả Hassan Baaj [1] đã phân kết quả thí nghiệm ra làm ba giai đoạn. Giai đoạn 1 là giai đoạn thích ứng, giai đoạn mô-đun đàn hồi giảm không phải do hiện tượng mỏi. Giai đoạn này chưa thể hiện ứng xử mỏi của vật liệu. Giai đoạn 2 là giai đoạn mà hiện tượng mỏi của vật liệu gây ra giảm độ cứng, độ cứng giảm tuyến tính. Giai đoạn này là giai đoạn chính để xét ứng xử mỏi của vật liệu. Giai đoạn 3 là giai đoạn mẫu bị phá hoại, đây là giai đoạn vết nứt phát triển mạnh và gây ra sự giảm mạnh về mô-đun đàn hồi.

Trong nghiên cứu này, khả năng kháng nứt mỏi của hỗn hợp bê tông nhựa chặt (BTNC) có sử dụng RFCC làm bột khoáng sẽ được đánh giá thông qua thí nghiệm kéo gián tiếp trên mẫu tròn, với các cấp phối đá danh định là 12.5 mm. Bài báo sẽ đánh giá được khả năng kháng nứt của BTNC sử dụng RFCC làm bột độn dưới tác dụng của tải trọng lặp.

Mời độc giả xem nội dung đầy đủ bài khoa học tại đây