Thông tin KHCN
 
Chất kết dính cải tiến Dorolit trên cơ sở polyurethane hai thành phần
5/15/18 3:00 PM

Công nghệ

Nhờ có nhiều đặc tính cơ học, Dorolit được ứng dụng hầu như trong mọi lĩnh vực công nghiệp, song tiềm năng của vật liệu này vẫn chưa được khai thác đầy đủ. Qua nhiều nghiên cứu, tác giả bài viết mong muốn làm sáng tỏ một số vấn đề mà các đặc tính độc đáo của polyurethane rất hữu ích. Cụ thể, đó là các vấn đề thường gặp khi gia cường các lớp phủ bảo vệ công trình giao thông. Nhóm tác giả đã nghiên cứu bài cấp phối để sản xuất chất kết dính Dorolit và công nghệ ứng dụng vật liệu này (các phát minh đã được trao bằng sáng chế và đăng ký bản quyền). 

Vật liệu cải tiến Dorolit cho phép giải quyết hợp lý vấn đề gia cố mái dốc của các đường ô tô, nón bồi tích các công trình cầu và nền đá ballast của các đường sắt. Dorolit là một hợp chất gồm hai thành phần - hắc ín và chất làm rắn, sau khi được trộn đều theo tỷ lệ thành phần nhất định và rải đều (chẳng hạn: trên bề mặt các mái dốc nhằm liên kết bền vững các lớp mặt đá dăm).

Việc ứng dụng Dorolit tạo cường độ cao cho bề mặt lớp đá. Ở mức tiêu thụ bình quân của vật liệu, cứ 2 kg cho mỗi mét vuông và thẩm thấu tới 10 cm vào bề dày lớp đá, Dorolit cho phép duy trì tải trọng ở mức 10 kg/cm2. Ngoài ra, bề mặt được xử lý có tính bền mòn được cải thiện rõ rệt.

Có hai phương pháp - cơ khí và thủ công để rải chất kết dính Dorolit, và cả hai phương pháp đều đơn giản, không tốn kém. Ở phương pháp cơ khí, Dorolit được rải trên bề mặt đá dăm bằng một thiết bị, trong đó hai thành phần của chất kết dính được trộn trực tiếp ngay trước khi rải.

Công nghệ cải tiến đã tạo tính ổn định cho kết cấu mái dốc thường xuyên chịu sự đóng băng và tan băng (các thử nghiệm được tiến hành ở ngưỡng nhiệt độ lên xuống rất mạnh, từ âm 80oC tới +110oC). Các thử nghiệm về tác động của tia cực tím và chất thử chống đóng băng đã cho thấy tính kháng cao của vật liệu đối với môi trường xâm thực, bên cạnh đó, vật liệu không độc hại (theo kết luận của các phòng thí nghiệm), tính an toàn cháy cao. Người sử dụng có thể hoàn toàn hài lòng với bề mặt lớp phủ đá dăm đã được xử lý bằng Dorolit. Trong nghiên cứu của mình, nhóm tác giả đã sử dụng đá khoáng màu (như đá gabbro – một nhóm đá macma có thành phần hóa học giống đá bazan), và trong tương lai dự kiến sẽ sử dụng đá màu để tạo hình về mặt cảnh quan - kiến trúc cho các công trình.

Các mái dốc kỹ thuật ứng dụng công nghệ trên rất phù hợp với đặc điểm biến đổi khí hậu khá rõ rệt giữa các vùng miền khác nhau của Nga - cường độ mạnh của các trận mưa, tan băng tuyết vào mùa xuân. Kết cấu hoàn chỉnh sẽ có độ thấm nước cao, nước theo lớp vải địa kỹ thuật thấm tới nền mái dốc, tại đó nước được hút vào các máng bằng vật liệu composite polymer có thời gian sử dụng ít nhất 20 năm.

Ứng dụng

Công nghệ gia cố lớp phủ đá dăm cho các công trình giao thông bằng chất kết dính Dorolit áp dụng cho các đường ô tô, đường cao tốc đã được các chuyên gia Nga ứng dụng từ năm 2014 trong khuôn khổ thi công gia cố lớp đá dăm trên cùng của ta-luy cầu vượt ngang qua đường cao tốc M-4 “Sông Đông” tại km 93 + 200.

Năm 2016, nhóm tác giả cũng đã thực hiện công việc tu sửa lớp phủ bảo vệ mái dốc các đường ô tô và tứ nón mố cầu vượt trên đường cao tốc M-5 “Ural” tại km 52 + 741 và km 41 + 338 (do Trung tâm đường bộ Liên bang đặt hàng); trên Đại lộ Liuberets ngoại ô Moskva, trên cầu qua sông Pakhra, trên hai công trình giao thông tại tỉnh Smolensk và ba công trình trên các đường vành đai của Thủ đô Moskva. Tại tất cả các công trình vừa nêu, công nghệ đã bảo đảm tăng thời hạn phục vụ của các lớp phủ bảo vệ các công trình giao thông (tính toán về mặt lý thuyết là 12 năm). Như vậy, có thể loại trừ tới 3 lần sửa chữa, qua đó chi phí sửa chữa và bảo hành trong khoảng thời gian giữa các lần sửa chữa cơ bản các công trình hạ tầng giao thông sẽ được giảm thiểu. Tuy nhiên, điều cần thiết trong quá trình bảo dưỡng bảo trì các mái dốc để vận dụng tối đa các ưu điểm của phương pháp này là hàng năm, khi tuyết đã tan hết cần cọ rửa, vệ sinh các kết cấu cho sạch bụi bẩn bám trên bề mặt.

Ở thời điểm hiện tại, nhóm tác giả và các đối tác đã ứng dụng công nghệ thành công lên một số tuyến đường sắt, với mục đích gia cố mái dốc và nón bồi tích các công trình cầu. Ngoài ra, công nghệ còn được ứng dụng để tăng cường nền đá ballast tại các tuyến đường sắt trong các trường hợp như sau: gia cố bề mặt nền đá ballast theo toàn bộ chiều rộng nhằm ngăn ngừa việc tăng khí động học của đá dăm (do dòng không khí) trong trường hợp các đoàn tàu lưu thông tốc độ cao; gia cố vai và mái dốc nền đá ballast tại các đoạn đường cong, uốn khúc với bán kính nhỏ hơn 350m từ phía đường ray ngoài nhằm tăng lực kháng ngang của đường ray; gia cố nền ballast giữa các thanh ray tại các khu vực đang thi công cắt ballast sâu (hơn 0,45m) nhằm bảo đảm an toàn cho các chuyến tàu trên đường ray bên cạnh thông qua việc loại trừ các điều kiện nảy sinh việc phá vỡ kích thước tiêu chuẩn của mái dốc được hình thành mới của nền ballast, cũng như các điều kiện khiến sạt lở các vật liệu ballast. Công việc được thực hiện trên các tuyến đường sắt bắc Kavkaz, tuyến đường sắt Baikan và đạt kết quả tốt đẹp.

Triển vọng

Nhóm tác giả đã tiến hành nhiều thử nghiệm để xác định triển vọng ứng dụng công nghệ tại nhiều vùng miền khác. Tạo lớp phủ bề mặt đường, xây nền cho lớp áo đường, các công tác gia cố bờ kè, tạo hình về mặt cảnh quan – kiến trúc cho các khu vực…Trong xây dựng công nghiệp và xây dựng dân dụng, các vật liệu khác trên cơ sở polyurethane được ứng dụng rộng rãi. Có thể nói, các lĩnh vực ứng dụng loại vật liệu này là vô biên.

Nhà sản xuất vật liệu cải tiến Dorolit khẳng định: vật liệu hoàn toàn đáp ứng các tiêu chuẩn và quy định trong các tiêu chuẩn, quy chuẩn quốc gia (SNiP, GOST, CTO) với nhà máy sản xuất chính tại thành phố Azov thuộc vùng Rostov, có sự tham gia đầu tư của Tập đoàn quốc gia Rostech. Hiện đây là nhà sản xuất duy nhất của Nga, trước đây các vật liệu tương tự phải nhập ngoại toàn bộ.

So với các phương pháp gia cố mái dốc truyền thống, công nghệ cải tiến rẻ hơn nhiều (so với việc gia cố bằng các phiến bê tông hay các kết cấu rọ đất đá). Bên cạnh đó, gia cố mái dốc bằng Dorolit sẽ cho một thời gian vận hành dài hơn hẳn so với lưới địa kỹ thuật đổ đầy đá dăm, hoặc trồng cỏ, và có thể ứng dụng tại các mái dốc ngập nước, kháng lại rất hiệu quả các dòng nước chảy xiết.

Các chuyên gia giao thông ngay lập tức nhìn thấy rõ mọi ưu điểm của vật liệu cải tiến. Điều này giải thích tại sao vật liệu được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong toàn Liên bang./.

 


Nguồn: Báo Xây dựng Nga số 35 (ngày 8/9/2017)
ND: Lệ Minh 


Các bài mới
Các bài đã đăng

LIÊN KẾT WEBSITE