1
Tuyển tập công trình Hội nghị khoa học công nghệ và môi trường năm 2009
Viện Khoa học và Công nghệ GTVT
Hà Nội, 30/10/2009
Nghiên cứu, phân loại các dạng sụt, trượt mái taluy đường Hồ Chí Minh
đoạn Đắk Rông - Thạnh Mỹ và luận chứng giải pháp xử lý hiệu quả
NCS. Huỳnh Thanh Bình
Viện Khoa học và Công nghệ GTVT
Tóm tắt: Hiện tượng sụt, trượt mái taluy trên đường Hồ Chí Minh đoạn Đắc Rông - Thạnh Mỹ đã
và đang diễn ra hết sức phức tạp và mãnh liệt. Do đó, việc nghiên cứu và phân loại các dạng sụt
trượt mái taluy của là điều cần thiết. Qua nghiên cứu và phân loại, xác định rõ nguyên nhân hình
thành, điều kiện hỗ trợ phát sinh, đặc điểm, cấu trúc, kiến trúc, quy mô và cơ chế phát triển s
ụt
trượt của mái taluy. Từ những kết quả nghiên cứu và phân loại này đánh giá được độ ổn định của
mái taluy và đưa ra giải pháp phòng chống hiệu quả đối với mỗi dạng sụt trượt.
Abstract: The phenomena of enrosion and land sliding on slope on DakRong-ThanhMy section,
Ho Chi Minh Highway have occrurred complicatedly and strongly. Thus, studying an classifying
the type of great concern. Through study and classification, the main cause, ocrurrence supporting
conditions, characteristics, structrures, scales and devolopment mechanism of slope land sliding
can be determined. Based on study results and classification, stability of slope can be avalueted
and effective prevention solutions for each type of land sliding are proposed.
Đường Hồ Chí Minh nhánh phía Tây đoạn Đắk Rông - Thạnh Mỹ từ Km250T đến Km510T đi
qua các tỉnh Quảng Trị, Thừa Thiên-Huế, Quảng Nam dài khoảng 250Km. Sau khi thi công và hoàn
thành vào năm 2005 đến nay đã và đang diễn ra hiện tượng sụt, trượt mái taluy hết sức mãnh liệt và
phức tạp. Hàng năm, Ban quản lý dự án đường Hồ Chí Minh cùng các đơn vị tư vấn thiết kế đã xử lý
hàng trăm điểm lớn nhỏ
trên đoạn, tuy nhiên trên tuyến vẫn tiếp tục phát sinh các điểm trượt mới.
Theo thống kê của Viện Khoa học và Công nghệ GTVT tháng 11/2007 trên đoạn có khoảng 140 điểm
sụt trượt các loại.


điểm sụt lở cả taluy dương và taluy âm, có 138 điểm có khối lượng trên 1000m3, 38 điểm có khối
lượng > 10 000m3. Hàng năm, trên tuyến xảy ra trung bình khoảng 30 đến 40 điểm sụt và trượt đất có
qui mô v
ừa và lớn (>10 000m3), hàng trănm điểm sụt qui mô nhỏ với khối lượng hàng chục vạn khối
đất đá, mỗi năm lại phát sinh các điểm sụt khác nhau.
Để nhận biết tại hiện trường và phân biệt về bản chất hiện tượng đất sụt xảy ra trên mái dốc, cần
phải tiến hành phân loại hiện tượng sụt, trượt mái taluy, mái dốc. Nhằm mục đích chung để ph
ục vụ
cho công tác khảo sát – thiết kế và quản lý đường xá. Việc phân loại giúp cho việc định hướng tìm
hiểu, đánh giá các điều kiện và nguyên nhân chính gây ra các dạng cụ thể của đất sụt, phân tích và giải
thích được nguyên nhân phát sinh và phát triển hiện tượng, từ đó hỗ trợ việc đề xuất các phương án xử
lý và lựa chọn phương án hợp lý nhất để xử lý đạt hiệu quả mong muốn hiệ
n tượng sụt, trượt trên cơ
sở khoa học.
Nguyên tắc phân loại các hiện tượng sụt, trượt xảy ra trên đường Hồ Chí Minh, đoạn Đắk Rông -
Thạnh Mỹ dựa vào những tiêu chí sau:
- Bản chất, cơ chế phát sinh, phát triển và đặc điểm dịch chuyển của đất đá trên mái dốc.
- Các điều kiện và nguyên nhân chính phát sinh ra hiện tượng sụt, trượt.
Qua đánh gía có thể nhận biết
đủ các loại hình đất sụt đặc trưng nhất của hiện tượng sụt, trượt đất
ở Việt Nam đã diễn ra trên Đường Hồ Chí Minh nhánh phía Tây, đoạn Đắk Rông - Thạnh Mỹ như
sau:
1. Trượt đất:
Chiếm tỷ lệ chủ yếu khoảng 12% tổng số các điểm sụt trên tuyến, Trượt đất là hiện tượng cả
nguyên khối đất đá nằm trên sườn đồi hay mái dốc bị dịch chuyển như một cố thể theo nguyên lý
trọng lực, hướng di chuyển tịnh tiến xuống phía dưới trên một mặt liên tục, gẫy khúc hoặc có dạng

3
cung tròn trong lòng đất gọi là mặt trượt. Đất đá và cây cối nằm bên trên khối trượt, trong quá trình bị
dịch chuyển, không bị xáo trộn. Cây cối mọc trên thân khối trượt vẫn còn nguyên nhưng sẽ bị nghiêng

Hình 3. Sơ đồ trượt đất Hình 4. Trượt đất tại Km 428T+900 4
Hình 5. Sơ đồ sụt lở đất đá

Hình 6. Sụt lở đất đá tại Km403T+080 Hình 7. Sơ đồ xói sụt đất đá

Hình 8. Xói sụt đất đá tại Km 477T+600 Hình 9. Sơ đồ đá lở, đá lăn Hình 10. Đá lở tại Km251T gần đầu cầu Đắk Rông
Tùy thuộc điều kiện địa hình, điều kiện địa chất công trình, địa chất cấu tạo, địa chất thủy văn,
thủy văn, khí hậu, lượng mưa, … tại những vị trí cần xử lý có các mức độ khác nhau về sự ổn định và
bền vữ
ng của mái dốc. Để lựa chọn biện pháp xử lý đạt hiệu quả cần làm rõ những yếu tố sau:
- Khảo sát và phân tích nhằm xác định rõ các điều kiện và nguyên nhân gây ra hiện tượng sụt,
trượt;
- Thông thường các hiện tượng phá hoại nền đường, mái dốc thường phát sinh và phát triển do
nhiều nguyên nhân gây ra đồng thời do đó cần phải áp dụng một cách đồng bộ nhiều biện pháp kỹ
thuật;

5
- Biện pháp thiết kế xử lý sụt, trượt phải phù hợp với chủ trương kỹ thuật do Chủ đầu tư đề ra,
theo đó phải đáp ứng được yêu cầu lựa chọn để thiết kế biện pháp xử lý đất sụt có tính tạm thời hay
nửa kiên cố hoặc kiên cố hóa, bền vững lâu dài;
- Các biện pháp xử lý đất sụt tuy phong phú nhưng biện pháp với phương án

+ Biện pháp xây dựng hành lang hở (tuy-nel hở);
+ Biện pháp tường vòm neo chống trượt phẳng;
+ Biện pháp khung dầm neo chống trượt sâu.
Để đảm bảo lựa chọn được giải pháp xử lý hiệu quả có thể tham khảo bảng chỉ dẫn lựa chọn biện
pháp xử lý tùy thuộc vào mục đích, yêu cầu của từng vị trí cụ thể.
Bảng 1. Lựa chọn các biện pháp xử lý [2]
Loại Phân loại Biện pháp xử lý
Biện pháp xử lý tình thế, có tính tạm thời

- Trượt đất quy mô lớn đến
rất lớn Lựa chọn các biện pháp tạm thời để đảm bảo giao thông có điều
kiện như sau:
- Biện pháp 1: san lấp tạm thời trên mặt đường, bù lún đảm
bảo độ êm thuận tạm thời và đặt biển báo hiệu.

6
Loại Phân loại Biện pháp xử lý
Biện pháp xử lý tình thế, có tính tạm thời

Trượt
đất

- Chủ yếu hót sụt để đảm bảo giao thông và bổ sung biện pháp
thoát nước.
- Có thể xếp tạm 2-3 hàng rọ đá, cao không quá 3m hoặc hót sụt để
đảm bảo giao thông kết hợp tiến hành gia cố bề mặt bằng cỏ hoặc
tr
ồng cây (nếu có thể).
Đá lở,
đá
lăn
- Đá lở khối lớn đến rất lớn:
- Đá lở quy mô vừa:
- Đá lở quy mô nhỏ:
- Đặt biển báo hiệu nguy hiểm.
- Đặt biển báo hiệu nguy hiểm.
- Chủ động dọn dẹp bề mặt taluy kết hợp xếp rọ đá làm tường chờ.
Biện pháp xử lý kiên cố - bền vững hóa Trượt
đất
- Trượt đất quy mô lớn đến
rất lớn:
- Trượt đất quy mô vừa:

- Trượt đất quy mô nhỏ:

- Sử dụng kết cấu khung neo, tường neo ; Tường chắn BTCT móng
cọc kết hợp cắt cơ giảm tải, gia cố bề mặt và thoát nước.
- Xây dựng tường chắn BTCT cọc khoan nhồi hoặc cọc ray; Cắt cơ
giảm tải kết h

- Xói sụt lớn đến rất lớn:

- Xói sụt quy mô vừa:

- Xói sụt quy mô nhỏ:

- Xây dựng hệ thống thoát nước kết hợp biện pháp gia cố thích hợp
để bảo vệ bề mặt và xây dựng tường chắn bảo vệ chân taluy.
- Xây dựng hệ thống tường chắn, kết hợp thoát nước và gia cố bề
mặt.
- Xây tường chắn thấp k
ết hợp các biện pháp gia cố bề mặt, kể cả
biện pháp phủ một lớp đất hữu cơ dày 0,30 – 0, 50 m trên bề mặt
taluy để trồng cỏ chống xói.
Đá lở,
đá
lăn
- Đá lở khối lớn đến rất lớn:
- Đá lở quy mô vừa:
- Đá lở quy mô nhỏ:
- Cắt cơ kết hợp neo khối đá hoặc xây dựng tường neo, khung neo
- Xây dựng tường chắn kết hợp khoan neo treo lưới
- Xây dựng tường chống hoặc tường chờ
5. Kết luận:
Vấn đề nghiên cứu phòng chống sụt, trượt trong ngành Giao thông Vận tải đã có những bước
chuyển biến và tiến bộ rõ rệt trong những năm gần đây. Tuy nhiên, các sự cố công trình sau khi thiết
kế và thi công vẫn tiếp tục xảy ra hàng năm, chiếm tỷ lệ tới 5% các công trình bị hư hỏng sau mùa
mưa, do đó việc đi sâu nghiên cứu nhằm góp phần nâng cao độ bền, độ ổn định, xử
lý hiệu quả trong
phòng chống sụt, trượt là rất cần thiết.

Một số kết quả nghiên cứu thử nghiệm vật liệu Carboncor asphalt
và định hướng sử dụng tại Việt Nam
ThS. Nguyễn Văn Thành
PGS.TS. Vũ Đức Chính
Viện Khoa học và Công nghệ GTVT
Tóm tắt: Carboncor asphalt là sản phẩm trộn sẵn trong trạm trộn chuyên dụng, bao gồm tro,
than rác có carbon (carbonaceaous shale), cốt liệu đá, hóa chất đặc biệt được trộn với tỷ lệ quy
định. Carboncor asphalt là sản phẩm của Công ty Carboncor (Pty) Ltd Cộng hòa Nam Phi, được
công bố là có nhiều ưu điểm, được đóng bao hoặc chuyên chở trực tiếp ra hiện trường để rải lớp
phủ mặt đường, hoặc làm vật liệu b
ảo trì, vá ổ gà nhằm thay thế hỗn hợp bê tông nhựa truyền
thống.
Bài báo này giới thiệu một số kết quả nghiên cứu đánh giá chất lượng Carboncor asphalt thông
qua thử nghiệm trong phòng và đoạn rải thử mặt đường Carboncor asphalt tại Việt Nam năm
2008-2009, qua đó đưa ra khuyến nghị, định hướng sử dụng ở Việt Nam trong tương lai.
Abstract: Carboncor asphalt is pre-mix product from specialized mixing plant, including ash,
carbonaceous shale, rock aggregates, and special chemical with required ratio. Carboncor
asphalt is commercial product from Corboncor Ltd, The Republic of South Africa. The product is
announced with many advantages, packaged or directly transported to construction site to spread
the topping of road, or used as maintenance materials, patch work…etc in order to replace
traditional asphalt concrete.
In this paper, some research results of quality evaluation of Carboncor asphalt are described after
laboratory tests and field test were done in 2008 - 2009 period, then recommendations and
orientation of its usage in future are suggested.
1. Giới thiệu về vật liệu Carboncor asphalt
1.1. Vật liệu Carbocor asphalt
Carboncor asphalt là sản phẩm trộn sẵn trong trạm trộn chuyên dụng, bao gồm tro, than rác có
carbon (carbonaceaous shale), cốt liệu đá, hóa chất đặc biệt được trộn với tỷ lệ quy định. Nhờ sự kết
hợp giữa các phần tử carbon đó được hoạt hóa cho phép tạo ra một sự liên kết tốt hơn, gắn kết một
cách có hiệu quả các thành phần với nhau. Cường độ của l


Hình 1. Sơ đồ công nghệ sản xuất vật liệu Carboncor asphalt
Thu gom than rác
từ mỏ than
Sàng tuyển trọn than
rác tại mỏ than

2.1. Nội dung và kết quả nghiên cứu thử nghiệm trong phòng
2.1.1. Nội dung thực hiện
Nghiên cứu thử nghiệm trong phòng thí nghiệm được thực hiện trên mẫu vật liệu Carboncor
asphalt nhập khẩu từ Nam Phi và mẫu bê tông nhựa (BTNC20) đối chứng. Các chỉ tiêu thử nghiệm vật
liệu Carboncor asphalt bao gồm:
- Các chỉ tiêu theo khuyến cáo của bản hãng;
- Các chỉ tiêu theo khuyến cáo của Asphalt Cold Mix Asphalt Manual – MS14.
Kết quả thử nghiệm các chỉ tiêu theo khuyến nghị của bản hãng (và BTNC20 đối chứng) được
tổng hợp ở B
ảng 1.
Bảng 1. Kết quả thử nghiệm các chỉ tiêu theo khuyến cáo của bản hãng
Cấp hạng giao
thông
E4 E3 < E2
Kết quả thử
nghiệm
TT
Chỉ tiêu
Min Max Min Max Min Max
Số liệu
do bản
hãng
công bố
Car.
asphalt
BTNC20
Phương
pháp thử
1 Khối lượng thể tích
(g/cm

3.0.3.1 của tài liệu “Thiết kế nền, mặt đường ô tụ (theo tiêu chuẩn của Trung Quốc)”, ng
ười
dịch: Nguyễn Quang Chiêu, NXB Giao thông vận tải, 2003, được số liệu tương ứng tại Bảng
2.

87
- Căn cứ Bảng 2.1 của tiêu chuẩn 22TCN 211-06, khuyến cáo chọn loại tầng mặt tương ứng
với cấp hạng giao thông theo tiêu chuẩn TRH8 (Nam Phi) như tại Bảng 2.
Bảng 2.
Tiêu chuẩn TRH8 (Nam Phi)
Cấp hạng
giao thông
Số trục xe tiêu chuẩn tích
luỹ trong thời hạn thiết
kế (trục xe tiêu chuẩn
8T/làn)
Số trục xe tiêu chuẩn tích luỹ
trong thời hạn thiết kế tương ứng
với trục xe tiêu chuẩn 10T (trục
xe tiêu chuẩn 10T/làn)
Khuyến cáo chọn
loại tầng mặt theo
22TCN 211-06
E4
(12 ÷ 50) x 10
6
(4.16 ÷ 17.3) x 10
6

A1

o
C trong
khoảng thời gian 1 giờ) không thực hiện được vì trong quá trình bảo dưỡng, mẫu bị tan dã (so
với yêu cầu kỹ thuật của bê tông nhựa nguội sử dụng nhũ tương là <50%).
2.2. Nội dung và kết quả nghiên cứu thử nghiệm tại hiện trường
2.1.1. Nội dung thực hiện
Công tác thử nghiệm tại hiện trường được thực hiện tại 2 địa điểm cụ thể tại Bảng 3.
Bảng 3.
Hiện trạng tuyến
Địa điểm 1:
Tỉnh lộ 414 (87A), Km3+200-
Km3+300
Địa điểm 2:
Tỉnh lộ 413 (88), Km1+50-Km1+100
Kết cấu và tình trạng
mặt đường
Mặt đường bê tông nhựa cũ dầy 3cm
trên lớp đá dăm thấm nhập nhựa dầy
14cm; không bị xô dồn, bong bật vật
liệu hay phùi nhựa; có một số vết nứt ở
mức độ nhẹ; bề mặt tương đối bằng
phẳng
Mặt đường láng nhựa trên lớp đỏ dăm
4-6cm dầy 13cm; không bị xô dồ
n, bong
bật vật liệu hay phùi nhựa; có nhiều vết
nứt thành lưới
Mô đun đàn hồi
(daN/cm
2

Vị trí thử nghiệm Địa điểm 1
Lý trình
Km3+200-
Km3+250
Km3+250-
Km3+295
Km3+295
-Km3+300
Địa điểm 2
Chiều dài (m) 50 45 5
Loại kết cấu, vật liệu sử dụng
BTN đối chứng,
rải bằng máy
Carboncor,
rải thủ công
Carboncor,
rải bằng máy
Carboncor,
rải thủ công
Chiều dầy sau khi lu lèn theo thiết
kế (cm)
5.0 3.75 3.75 1.5
Ngày thi công 29/11/2008 07/11/2008 29/11/2008 07/11/2008
Ngày thử nghiệm kiểm tra sau khi
thi công (lần 1)
- 14/11/2008 - 14/11/2008
Ngày thử nghiệm kiểm tra sau khi
thi công (lần 2)
9/12/2008 9/12/2008 9/12/2008 9/12/2008
Ngày thử nghiệm kiểm tra sau khi

Lần khoan
mẫu
Chiều
dày
(cm)
Độ rỗng dư
-VA (%)
Độ ổn
định
S (kN)
Độ dẻo
(mm)
Độ ổn
định
S’ (kN)
Độ dẻo
(mm)
Độ ổn định
còn lại, %
100*(S’/S)
Khoan lần 1 Không khoan được mẫu

89
Khoan lần 2 3.78 11.1 1.45 3.52 1.19 3.50 82.1
Khoan lần 3 3.34 9.8 1.54 2.73 1.32 3.15 95.7
Khoan lần 4 3.34 8.9 1.77 2.90 1.64 2.97 93.0


Lần 3 1158
Lần 4 1198

8.9
9.8
11.1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
01234
VA-Carboncor
VA (%)
Thời gian
Lần 2
Lần 3 Lần 4

Hình 2. Kết quả thử nghiệm độ rỗng dư trên mẫu

Thời gian
Lần 2
Lần 3 Lần 4

Hình 3. Kết quả thử nghiệm Marshall trên mẫu
Carboncor asphalt và BTN khoan về từ hiện trường
0.99
1.02
0.74
0.66
0.55
0.53
0.49
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
012345
Rắc cát-Carboncor
Rắc cát-BTN
mm
Thời gian
Lần 1
Lần 2
Lần 4
Lần 3


90
b) Kết quả kiểm tra đoạn rải bê tông nhựa đối chứng
- Bề mặt đường ổn định, độ nhám tương đối đồng đều.
- Không có hiện tượng xô dồn, bong bật vật liệu.
- Không có hiện tượng rạn nứt, hằn lún vệt bánh xe.
- Kết quả thử nghiệm trên mẫu khoan các lần kiểm tra được thể hiện ở Bảng 8 và Hình 5 cho
th
ấy:
+ Độ rỗng dư giảm dần;
+ Độ ổn định Marshall thử nghiệm ở điều kiện 60
o
C, 40 phút và 60
o
C, 24 giờ tăng dần.
Bảng 8.
Thử nghiệm Marshall
ở 60
o
C, 40 phút
Thử nghiệm Marshall
ở 60
o
C, 24 giờ
Lần khoan
mẫu
Chiều
dày
(cm)
Độ rỗng dư

2
)
Lần 2 1009
Lần 3 1190
Lần 4 1250
2.1.2.2. Kết quả thử nghiệm tại địa điểm 2
- Bề mặt đường ổn định, không có hiện tượng xô dồn, bong bật vật liệu.
- Không có hiện tượng rạn nứt, hằn lún vệt bánh xe.
- Theo thời gian, sự dính bám, liên kết của vật liệu tăng dần; lớp màng dính bám với mặt
đường cũ đồng đều, nhiều hơn; dính bámm với mặt đường cũ
tốt hơn.
- Kết quả thử nghiệm độ bằng phẳng bằng thước 3 mét không khác nhau nhiều giữa các lần
kiểm tra.

91
- Độ nhám vĩ mô của mặt đường xác định bằng phương pháp rắc cát sau khi thi công xong 1
tháng có tăng, sau đó giảm dần nhưng chưa ổn định, cụ thể ở Bảng 11 và Hình 6.

Bảng 11.
Lần kiểm tra Chiều sâu rắc cát
(mm)
Lần 1 0.83
Lần 2 0.96
Lần 3 0.70
Lần 4 0.75

3. Một số đề xuất, kiến nghị

mm
Thời gian
Lần 1
Lần 2
Lần 3
Lần 4

Hình 6. Kết quả thử nghiệm độ nhám mặt đường bằng
phương pháp rắc cát
92
Tuyển tập công trình Hội nghị khoa học công nghệ và môi trường năm 2009
Viện Khoa học và Công nghệ GTVT
Hà Nội , 30/10/2009
Nghiên cứu chế tạo vật liệu xốp cách âm, cách nhiệt
cho phương tiện giao thông vận tải
TS. Nguyễn Thị Bích Thuỷ
Viện Khoa họcvà Công nghệ GTVT
Tóm tắt. Trong bài báo này, xốp bán cứng trên cơ sở nhựa Polyuretan đã được nghiên cứu chế
tạo. Ảnh hưởng của tỷ lệ giữa isocyanat/polyol, hàm lượng chất tạo xốp và chất xúc tác cũng được
nghiên cứu. Kết quả cho thấy, với tỷ lệ isocyanat/polyol là 1,1/1; 7% chất tạo xốp và hàm lượng
chất xúc tác amin là 0,8% và xúc tác thiếc 0,09% thì tổ hợp C có các tính chất cơ học nổi trộị và
khả năng cách âm tốt, khả
năng chống bắt cháy cao phù hợp với mục đích làm vật liệu cách âm và
cách nhiệt cho phương tiện Giao thông Vận tải, đặc biệt là cho toa xe tầu hỏa.
Abstract Focusing on polyurethane rigid foam production, in this research, the effect of blowing
agents and catalysis on foam properties is examined. According to our findings, the sample C with
an isocyanate/polyol proportion of 1.1/1 and 7%, 0.8%, 0.09% of blowing agent, ammine and zinc

• parafin clo hoá dạng lỏng
• antimon trioxit ở dạng bột.
2.2. Quá trình tiến hành chế tạo xốp.
2.2.1. Phương pháp đổ khuôn:
Sơ đồ khối của phương pháp đổ khuôn:

2.2.2. Phương pháp phun:
Máy phun xốp PT120M là một trong các loại thiết bị chuyên dụng sử dụng trong công nghệ sản
xuất các sản phẩm bằng vật liệu xốp PU, loại vật liệu nhẹ, có nhiều đặc tính tốt về cách âm, cách nhi
ệt,
chống rung động hiện đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm trần, vách, sàn, các
vật nổi.v.v hoặc được phun phủ trực tiếp lên bề mặt trần vỏ ô tô, tàu thuyền.
2.3. Các phương pháp xác định tính năng cơ lý của vật liệu:
- Phương pháp xác định hàm lượng phần gel.
- Phương pháp xác định khối lượng riêng của xốp PU.
- Phương pháp xác định độ hấp thụ
nước của xốp PU.
- Độ bền kéo đứt: được xác định theo ISO 1926-2005.
- Độ bền nén: được xác định theo tiêu chuẩn ISO 844. .
- Độ bền cắt: được xác định theo tiêu chuẩn ISO 1922 – 2001.
- Phương pháp xác định khả năng chống cháy của vật liệu xốp PUR: được xác định theo tiêu
chuẩn UL 94.
- Phương pháp đo độ giảm âm: được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 6436:1999
3. Kết quả nghiên cứu
3.1. Xác định khả năng đóng rắn của vật liệu xốp PU
Để xác định khả năng đóng rắn của izocyanat và polyol, đề tài tiến hành tạo mẫu từ các tổ hợp
A, B, C, với các tỷ lệ izocyanat/polyol như sau:
Bảng 3.1: Ký hiệu các mẫu xốp
Ký hiệu Mẫu I Mẫu II Mẫu III Mẫu IV Mẫu V
IC 01 1,1 1 1 1 1

86.82
87.69
88.97
87.23
85.65
87.37
88.62
89.82
88.15
90.12
91.22
92.55
93.06
91.52
80
82
84
86
88
90
92
94
I II III IV V
Mẫu theo tỷ lệ IC/PO
Hàm lượng phần gel, %
Tổ hợp A
Tổ hợp B
Tổ hợp C

Hình 1: Hàm lượng phần gel của các tổ hợp ở các tỷ lệ khảo sát

Sau đó tiến hành đo tính chất cơ học của mẫu kết quả thể hiện ở bảng 3.3:
Bảng 3.3: Tính chất cơ học của các mẫu xốp PU ở nhiệt độ khuôn khác nhau:
Độ bền nén (Kpa) Độ bền kéo đứt (Kpa) Độ bền cắt (Kpa)
AK1 302.3 503.2 111.3
AK2 313.7 512.8 115.6
AK3 320.4 524.6 118.7
AK4 316.5 518.3 116.3
AK5 314.1 509.1 114.3
BK1 305.2 508.2 115.7
BK2 315.3 516.4 118.6
BK3 328.7 535.7 122.6
BK4 321.3 524.3 120.3
BK5 318.2 511.6 117.3
CK1 315.3 528.5 123.4
CK2 325.4 538.2 129.1
CK3 334.2 550.7 135.3
CK4 328.1 540.6 132.4
CK5 320.7 529.7 126.7

Nhiệt độ chế tạo xốp là một yếu tố rất quan trọng trong công nghệ chế tạo xốp. Xốp PUR
được tạo ra ngay cả trong điều kiện nhiệt độ thường khi trộn hợp các thành phần tạo xốp lại với nhau.
Tuy nhiên, để xác định được nhiệt độ phản ứng tối ưu, tức là lựa chọn nhiệt độ mà tại đó xốp tạo ra có
được các tính chất tốí nhất, trước khi tiến hành gia công xốp trong ứng dụng thực tế, cần phải xác định
được nhiệt độ tối ưu này.
Từ các kết quả thí nghiệm ở bảng 3.3 với các tổ hợp xốp PU (tổ hợp A, B, C) trong các nhiệt
độ khác nhau (30
o
C, 35
o
C, 40

khảo sát hàm lượng chất tạo xốp sẽ cho phép đề tài lựa chọn được hàm lượng tối ưu cho các tổ hợp A,
B, C với các tỷ lệ isocyanat/ polyol đã lựa chọn.
Bảng 3.4: Ký hiệu các mẫu xốp
Hàm lượng chất tạo xốp, % 1 5 7 10 15
Tổ hợp A AX1 AX2 AX3 AX4 AX5
Tổ hợp B BX1 BX2 BX3 BX4 BX5
Tổ hợp C CX1 CX2 CX3 CX4 CX5
Các mẫu được tiến hành chế tạo theo phương pháp đổ khuôn với nhiệt độ khuôn 40
0
C, tốc độ
khuấy 1500 vòng/phút, thời gian khuấy 10 giây. Các mẫu sau khi chế tạo được tiến hành kiểm tra tính
năng cơ lý. Kết quả xác định khối lượng riêng của các mẫu xốp được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 3.5: Tính chất cơ học của các mẫu xốp PU ở nhiệt độ khuôn khác nhau:
Mẫu
AX1 AX2 AX3 AX4 AX5 BX1 BX2 BX3 BX4 BX5 CX1 CX2 CX3 CX4 CX5
Khối
lượng
riêng,
g/cm3
60 35 25 10 2 62 36 25,5 10 2 60,5 34,5 24,5 9,8 2
Qua bảng 3.5 kết quả nhận thấy, khối lượng riêng của các tổ hợp xốp giảm khi hàm lượng chất
tạo xốp tăng. Tương ứng với khối lượng riêng của xốp giảm thì các tính chất cơ học của xốp cũng bị
ảnh hưởng theo. Điều này được thể hiện qua các đồ thị hình 2, hình 3, hình 4.
760
620
501
307
95
325.4
197.8

500.5
307
89
315
196.5
109
47
25
525
441
321
197
71
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1571015
Hàm lượng chất tạo xốp HCFC (%)
Độ bền cơ học (kPa)
Độ bền kéo
đứt
Độ bền cắt
Độ bền nén


Độ bền cắt
Độ bền nén

Hình 4: Sự phụ thuộc của độ bền cơ học của tổ hợp C vào hàm lượng chất tạo xốp
Như kết quả nêu ra ở trên, khối lượng riêng của xốp phụ thuộc rất nhiều cấu trúc rỗng của xốp,
cũng có nghĩa là phụ thuộc vào hàm lượng chất tạo xốp. Nếu cấu trúc xốp càng rỗng thì khối lượng
riêng của xốp càng nhỏ.Trong quá trình ch
ế tạo xốp, khi tăng hàm lượng chất tạo xốp, sẽ nhận được
xốp có cấu trúc càng trở nên rỗng hơn, nguyên nhân do lượng chất tạo xốp HCFC dưới tác dụng của
nhiệt sẽ thoát ra với lượng tăng dần khi tăng hàm lượng chất tạo xốp. Điều nay làm cho khối lượng
riêng của xốp giảm khi tăng hàm lượng chất tạo xốp. Mặt khác, cấu trúc rỗng c
ủa xốp cũng sẽ có ảnh
hưởng lớn tới độ bền cơ học của xốp. Khi xốp có cấu trúc càng rỗng, tức là mật độ liên kết chịu lực
của xốp ít đi, làm cho các tính chất cơ học của xốp ngày càng giảm. Điều này được thể hiện rõ trên
bảng 3.4 thể hiện sự phụ thuộc của khối lương riêng vào hàm lượng chất tạo x
ốp, và tương ứng với
với độ bền cơ học của xốp ở các tổ hợp A, B, C với các tỷ lệ chất tạo xốp tăng dần (hình 2, 3 và 4).
Các mẫu xốp với tỷ lệ chất tạo xốp 1% có độ dặc nhất, xốp tạo ra gần như ở thể đặc, cấu trúc
rỗng không chiếm ưu thế, vì vậy mà khối lượng riêng lớn nh
ất. Đối với tổ hợp A, mẫu AX1 có khối
lượng riêng lớn nhất là 60 kg/m
3
, mẫu BX1 là 62 kg/m
3
và mẫu CX1 là 60.5 kg/m
3
.Tương ứng với
khối lượng riêng lớn nhất thì các mẫu này cũng có các tính chất cơ học lớn nhất so với các mẫu ở các
tỷ lệ chất tạo xốp thấp. Với tỷ lệ chất tạo xốp 1%, mẫu AX1 cho độ bền kéo 760 Kpa, độ bền nén 535
Kpa và độ bền cắt 325.4 Kpa. Còn mẫu BX1 cho độ bền kéo 697 Kpa, độ bền nén 525 Kpa và độ bền

ả năng khâu mạch của PU, từ đó ảnh
hưởng tới các đặc tính của PU tạo ra. Ngoài ra, chất xúc tác còn giúp cho phản ứng xảy ra hoàn toàn
dẫn tới khả năng khâu mạch thích hợp cho PU tạo ra. Như đã nghiên cứu ở phần tổng quan, mỗi chất
xúc tác có ưu điểm riêng. Vì vậy, đề tài tiến hành khảo sát hàm lượng và tỷ lệ của hai loại xúc tác, đó
là xúc tác tertiary amin và xúc tác thiếc đến các tính năng của xố
p. Thành phần của các mẫu xốp được
thể hiện ở bảng 3.6, 3.7 và 3.8 sau:
Bảng 3.6: Thành phần của tổ hợp A
Thành phần, g Mẫu
AXT 1
Mẫu
AXT 2
Mẫu
AXT 3
Mẫu
AXT 4
IC 01 100 100 100 100
PO 01 120 120 120 120
HCFC 123 15 15 15 15
Chất hoạt động bề mặt silicon 1,0 1,0 1,0 1,0
Xúc tác amin 0 1,6 1,5 1,4
Xúc tác thiếc 0 0,1 0,2 0,3
Bảng 3.7: Thành phần tổ hợp B
Thành phần, g Mẫu
BXT 1
Mẫu
BXT 2
Mẫu
BXT 3
Mẫu

- Thời gian: duy trì nhiệt độ và áp lực trong10 phút kể từ khi khuấy trộn.
Các mẫu sau khi chế tạo được cắt ra theo các kích thước tiêu chuẩn để xác định độ bền nén, độ
bền kéo và độ bền cắt.
354.9
495
521.5
501.3
85
108
119.3
116.7
234.3
328.7
339.2
327.5
0
100
200
300
400
500
600
AXT1 AXT2 AXT3 AXT4
Mẫu xốp
Độ bền cơ học, kPa
Độ bền kéo đứt
Độ bền cắt
Độ bền nén

Hình 5: Sự phụ thuộc của độ bền cơ học của tổ hợp A vào tỷ lệ các chất xúc tác


Hình 6: Sự phụ thuộc của độ bền cơ học của tổ hợp B vào tỷ lệ các chất xúc tác
Tương tự như tổ hợp A, từ hình 6 nhận thấy, với hàm lượng xúc tác amin 0,8% và xúc tác thiếc
0,09% độ bền cơ lý của tổ hợp B tăng. Cụ thể: độ bền kéo đứt tăng 31,2%, độ bền cắt tăng 27,5%, độ
bền nén tăng 30,3%. 100
384.2
498.9
565.2
534
94.5
127.8
134.7
121.2
251.2
343.2
367
327.5
0
100
200
300
400
500
600
CXT1 CXT2 CXT3 CXT4
Mẫu xốp
Độ bền cơ học, kPa

2
O
3
,%
Hàm lượng
paraphin clo
hoá,%
Độ bền
kéo,
kPa
Độ bền
cắt,
kPa
Độ bền
nén,
kPa
Vận tốc
cháy,
mm/phút
1 0 0 495,6 181,7 313,7 346.2
2 2.6 5.4 501,7 186,3 354,3 61.3
3 3.4 6.6 509.3 192,5 360,5 54.7
4 4.0 8.0 521,7 201,2 367,3 42.1
5 4.6 9.4 503,3 212,7 369,7 31.2
6 5.4 10.6 486,6 194,4 362,3 20.1
Từ bảng 3.9 nhận thấy rằng, khi tăng hàm lượng chất chống cháy thì khả năng chống cháy của
vật liệu xốp được cải thiện đáng kể. So sánh với mẫu không có chất chống cháy thì khả năng chống
cháy của chúng tăng lên rất nhiều. Độ bền cơ học của các mẫu xốp tăng lên đáng kể khi sử dụng hệ
chất chống cháy antinom trioxit + paraphin clo hoá so với xố
p khi không sử dụng kệ chất chống cháy.

Chất chống cháy - Paraphin clo hóa
- Sb
2
O
3

9,4
4,6

Các mẫu vật liệu được phun lên thành của bức tường và tiến hành đo âm thanh ở 1000Hz.
Khả năng cách âm của vật liệu được thể hiện ở bảng sau:
Bảng 3.11: Cường độ âm thanh
Tổ hợp
mẫu
Cường độ âm thanh bên
ngoài tấm xốp, dB
Cường độ âm thanh bên
trong tấm xốp, dB
CA-C 94 41,7
• Tần số 1000Hz.
Ta nhận thấy, xốp PU đã làm giảm đáng kể âm thanh so với bên ngoài do cấu trúc của các lỗ
xốp ở dạng kín vì vậy đã ngăn cản đáng kể lượng âm thanh.
3. Kết luận
1. Qua khảo sát tính chất cơ lý, hàm lượng gel, tỷ trọng của vật liệu với các tỷ lệ izocyanat/polyol,
các hàm lượng chất tạo xốp và xúc tác khác nhau đề tài đã nhận thấy tổ hợp C có các tính chất nổi trội
hơn cả nhất là khả năng tạo mạng lưới cao và độ hấp thụ nước nhỏ, phù hợp với mục đích sử dụng làm
vật liệu cách âm và cách nhiệt cho tầu hỏ
a, nơi có tác động cơ học cao và luôn tiếp xúc với môi trường
ẩm.