شماره ركورد
26773
پديد آورنده
صادق يگانه
عنوان
ارائه مدل پيشبيني شيارشدگي بر پايه رفتار رئولوژيكي قير اصلاح شده با ضايعات توليدي دو الاستومر بومي
مقطع تحصيلي
دكترا
رشته تحصيلي
مهندسي عمران - راه و ترابري
سال تحصيل
1393
تاريخ دفاع
22/10/1399
استاد راهنما
محمود عامري
استاد مشاور
ادزيو سانتاگاتا
دانشكده
عمران
چكيده
پژوهش پيشرو به بررسي امكان استفاده از ضايعات توليدات بومي پليمرهاي استايرنبوتادينرابر و پليبوتادينرابر به عنوان اصلاحكنندهاي ارزانقميت جهت بهبود خواص مكانيكي و رفتار رئولوژيكي قير پرداخته است. ابتدا به منظور بررسي تفاوتهاي ميان پليمرهاي مورد استفاده، آزمايش طيفسنج مادون قرمز بر هر چهار نمونه پليمر و همچنين قير اصلاح شده به كمك آنها انجام شده است. سپس قيرهاي حاوي درصدهاي متنوع از اين دو نوع پليمر در آزمايشگاه تهيه شده كه با انجام مطالعات آزمايشگاهي و بكارگيري مدلهاي رياضي و تحليلهاي بهروز، خصوصيات رئولوژيك آنها مورد بررسي و نقد قرار گرفتهاند. به منظور انجام مقايسه، قير حاوي پليمرهاي غيرضايعاتي مشابه نيز در درصدهايي مشابه تهيه شدهاند. تمامي اين نمونهها به همراه قير خالص فاقد افزودني (نمونه شاهد) علاوه بر آزمايش طيف سنج مادون قرمز، مورد آزمايشهاي شيميايي، آزمايش درجه نفوذ و ويسكوزيته قرار گرفته تا مشخصات عمومي نمونهها تعيين گردد. سپس به منظور تعيين مشخصات عملكردي هريك از نمونهها در بازههاي دمايي مختلف، قيرها در حالتهاي پيرنشده و پير شده به كمك دستگاه رئومتر برش ديناميكي مورد ارزيابي قرار گرفتهاند. بدين منظور ابتدا با انجام آزمون جاروب فركانس و دما، منحني مرجع قيرها در حالتهاي پيرنشده و پيرشدگي كوتاهمدت تهيه شده و مورد بررسي قرار گرفتهاند. با استفاده از شاخصهاي منحني مرجع، سري پروني براي توصيف رفتار ويسكوالاستيك قيرها در حالت خزش ديناميكي استخراج شده است كه ميتواند مبنايي براي مدلسازي رفتار قير تحت خزش قرار گيرد. در ادامه براي بررسي رفتار عملكردي قير در دماهاي بالا (مقاومت در برابر شيارشدگي)، آزمايش خزش و بازيابي چندگانه صورت پذيرفته و تحليلهاي آن ارائه گشته است. در ادامه تحليلهاي حاصل از اين آزمون و با استفاده از دادههاي خروجي از منحني مرجع، مدل پيشبيني پارامتر مربوط به تعيين سطح ترافيك در درجهبندي عملكردي قيرهاي اصلاح شده با پليمرهاي مذكور معرفي شده است. از سوي ديگر، به منظور بررسي رفتار و مقاومت خستگي قير در دماي مياني آزمايش جاروب دامنه خطي در نظر گرفته شده و براي مقايسه در دماهاي پايين (زير صفر) آزمايش رئومتر تيرچه خمشي مورد استفاده قرار گرفته است كه نتايج هر دو به روش انرژي تحليل شدهاند.
جهت تكميل مطالعات اين پژوهش، تحليلي بر آزمايش خستگي انجام شده بر روي تيرچههاي آسفالتي حاوي اين قيرهاي اصلاح شده نيز صورت گرفته كه در انتهاي نوشتار ارائه گرديده است. بر اساس نتايج بدست آمده از مجموع مطالعات انجام شده ميتوان عنوان نمود عليرغم تفاوت در ساختار شيميايي و فيزيك دو پليمر غيرضايعاتي و ضايعاتي، رفتار قيرهاي اصلاح شده با پليمرهاي ضايعاتي با تقريب خوبي مشابه رفتار قيرهاي اصلاح شده با پليمرهاي غيرضايعاتي (با درصد افزودني يكسان) بوده و اين ضايعات ميتوانند به عنوان جايگزيني اقتصادي در نظر گرفته شوند. همچنين پليمرهاي مورد اشاره تاثير بسزايي در بهبود رفتار رئولوژيكي قير پايه در دماهاي بالا و مياني داشته اما در دماهاي پايين فاقد تاثير مثبت ميباشد. در مقايسه بين دو دسته پليمر استفاده شده بايستي اشاره نمود كه پليمر پليبوتادين رابر در آزمونهاي قير و آزمون مخلوط بهبود قابل توجهي در زمينه خستگي قير و مخلوط آسفالتي از خود نشان نميدهد اما در بهبود مشخصات عملكردي قير در دماهاي بالا مؤثرتر از پليمر استايرنبوتادين رابر خواهد بود.
تاريخ ورود اطلاعات
1401/04/21
عنوان به انگليسي
Investigation on the rheological behavior of modified binder with the waste of elastomeric polymers produced in Iran
تاريخ بهره برداري
1/12/2022 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
صادق يگانه
چكيده به لاتين
The study described in this thesis focused on the possible use of waste products coming from the production of styrene–butadiene rubber (SBR) and polybutadiene rubber (PBR), as bitumen modifiers. Modified binders containing these products were prepared in the laboratory with different polymer dosages and were thereafter subjected to the evaluation of empirical and rheological properties. For comparative purposes, the study also considered SBR and PBR products of premium quality. Ageing effects were also taken into account by means of proper laboratory simulations. Obtained results indicated that the two types of polymer (SBR and PBR) have completely different effects on the rheology and expected performance of the resulting modified binders. In particular, while the two polymers showed similar effects in terms of resistance to permanent deformation, the SBR products proved to be superior from the viewpoint of fatigue resistance. However, only minor differences were found when comparing the effects produced by premium quality and waste polymers. As a result of the experimental findings, it was concluded that the use of waste SBR polymers can be an attractive solution for the production of affordable modified binders.
كليدواژه هاي فارسي
قير اصلاحشده , ضايعات پليمري , رئولوژي قير , استايرنبوتادين رابر , پليبوتادين رابر
كليدواژه هاي لاتين
polymer-modified binders , styrene-butadiene rubber , polybutadiene rubber , waste polymers , rheological characterization of bitumen
Author
Sadegh Yeganeh
SuperVisor
Mahmoud Ameri