14392

بررسي آزمون هاي آزمايشگاهي كاربردي در ارزيابي عملكرد چسباننده هاي قيري اصلاح شده با پليمر

1399

دكتر ندا كامبوزيا

در سال¬هاي اخير با افزايش تعداد وسايل نقليه موجود در شهرها ميزان ترافيك راه¬ها و درنتيجه خرابي¬هاي روسازي ها بصورت باورنكردني افزايش يافته¬است. روسازي¬هاي موجود در اكثر نقاط دنيا روسازي انعطاف پذير و از جنس آسفالتي هستند. به¬منظور كاهش و يا محدود كردن خرابي¬هاي روسازي¬هاي آسفالتي؛ ضروري است تا كيفيت مصالح آسفالتي و همچنين عملكرد روسازي¬ها ارتقاء يابد. عملكرد روسازي¬هاي آسفالتي رابطه مستقيمي با كيفيت و نسبت اختلاط مصالح دارد. مهم¬ترين ماده تشكيل¬دهنده آسفالت بدون شك قير مي¬باشد؛ قير تعيين¬كننده خواص شيميايي و فيزيكي مخلوط آسفالتي است؛ نوع و كيفيت قير عامل موثر در تغيير خصوصيات مخلوط آسفالتي است. به¬عنوان مثال خصوصيات ويسكوالاستيك قير تعيين كننده ميزان مقاومت روسازي در برابر تغييرشكل هاي دائمي است ؛ يا محدوده دماي عملكردي قير رابطه مستقيمي با رفتار روسازي آسفالتي در دماهاي مختلف دارد و براي اقليم¬هاي سرد يا گرم مي¬بايست توجه به محدوده دماي عملكردي قير شود. اما به¬منظور ارتقاي خصوصيات رئولوژيكي ، مورفولوژيكي و مكانيكي قير، محققان بسياري در اين زمينه تحقيقات فراواني را انجام داده اند. تحقيقات در اين زمينه نشان¬داده¬اند كه براي اصلاح مشخصات قير و آسفالت مي¬توان از افزودن مصالح اصلاح¬كننده به قير استفاده كرد. از مهم¬ترين مصالح اصلاح¬كننده قير مي¬توان به پليمرها اشاره كرد. پليمرهاي اصلاح¬كننده قير معمولا به دو دسته پليمرهاي پلاستومر و پليمر الاستومر (الاستومر ترموپلاستيك) تقسيم بندي مي¬شوند. هدف اين تحقيق، مروري است بر تاثير افزودن پليمرهاي مختلف(الاستومر و پلاستومر) بر خصوصيات رئولوژيكي، مكانيكي و مورفولوژيكي قير. با مروري گسترده بر پژوهش هاي متعدد در اين زمينه دريافتيم كه نتايج همه پژوهش¬ها، اثر مطلوب پليمر¬ها در مخلوط آسفالتي را تاييد مي¬كنند. بطوركلي دسته¬اي از پليمر¬ها كه پلاستومر ناميده مي¬شوند؛ ويسكوزيته قير را افزايش مي دهند و براي افزايش مقاومت در برابر شيارشدگي قير و همچنين بهبود عملكرد قير در دماهاي بالا مناسب هستند؛ بطوريكه افزودن اين پليمر¬ها باعث افزايش مدول مركب برشي(G*) و كاهش زاويه فازي(δ) در آزمايش رئومتر تيرچه خمشي BBR و باعث افزايش شاخص بازگشت¬پذيري تغييرشكل¬ها (R) در آزمايش MSCR مي¬شود؛ در واقع تغييرات اين پارامترها در جهت بهبود رفتار الاستيك قير در دماهاي بالا و نشان¬دهنده مقاومت بيشتر قير در برابر شيارشدگي و بازگشت¬پذيري بيشتر تغيير¬شكل¬ها است. از سوي ديگر پليمر¬هاي الاستومر ترموپلاستيك علاوه بر بهبود عملكرد قير در دماهاي بالا، عملكرد قير در دماهاي پايين را نيز تا حدي بهبود مي¬دهند. افزودن پليمر¬هاي الاستومر ترموپلاستيك، شاخص سختي قير(S) را در آزمايش رئومتر تيرچه خمشي قير(BBR) ، كاهش داده و باعث شكل پذيري بيشتر قير در دماهاي پايين مي شوند؛ به¬عبارت ديگر باعث افزايش مقاومت قير در برابر ترك¬هاي ناشي از دماي پايين مي¬شوند. بطور كلي افزودن پليمر¬ها (الاستومر و پلاستومر) با افزايش شاخص خستگي(G*.sin δ) مقاومت قير در برابر خستگي را افزايش مي¬دهند؛ همچنين عمرخستگي قير(Nf) با افزودن پليمر به قير، با توجه به نوع پليمر تا يك ميزان افزايش مي¬يابد. تحقيقات بسياري نشان دادند كه افزودن پليمرهاي مختلف(الاستومر يا پلاستومر) به قير باعث افزايش نقطه نرمي قير ،كاهش درجه نفوذ قير و افزايش شكل پذيري قير مي¬شود. علاوه بر اين بوسيله تصاوير ميكروسكوپي و مشاهده بافت قير در مقياس ميكروسكوپي، اثبات شده است كه افزودن پليمر(الاستومر يا پلاستومر) به قير باعث افزايش مقاومت قير در برابر پيرشدگي مي¬شود. اما افزودن پليمر به قير مي¬تواند با چالش¬ها و مشكلاتي همراه باشد مانند: سازگاري و تركيب¬پذيري نامطلوب فاز پليمري با فاز آسفالتي در مخلوط نهايي، افزايش هزينه¬ها و عدم توانايي برخي پليمر¬ها در بهبود خواص قير به¬طور مطلوب. براي رفع چنين مشكلاتي، راه¬¬حل ¬هاي مختلفي پيشنهاد شده¬است كه از مهم¬ترين آن¬ها مي¬توان به افزودن "نانو مواد" به تركيب پليمر و قير اشاره كرد. افزودن نانو¬ذرات به قير اصلاح¬شده با پليمر باعث بهبود بيشتر اثر پليمر¬ها در مخلوط آسفالتي مي¬شوند كه از اين جهت مي¬توان مقداري از نانوذرات را با مقداري از پليمرهاي مخلوط آسفالتي جايگزين كرد كه با كم كردن مقدار پليمرها در تركيب آسفالتي مي¬توان از افزايش هزينه-ها جلوگيري كرد.

11/25/2021 12:00:00 AM

85532

1403/10/23