شماره ركورد
26330
پديد آورنده
حسين ولدي بيرانوند
عنوان
ارزيابي تأثير دو پليمر نانو ويسكر سلولز و پلي وينيل الكل بر خواص مكانيكي مخلوط آسفالتي گرم (HMA)
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
مهندسي عمران- راه و ترابري
سال تحصيل
1397
تاريخ دفاع
1400/10/21
استاد راهنما
حسن زياري - ندا كامبوزيا
دانشكده
مهندسي عمران
چكيده
خواص رئولوژيكي قير مورداستفاده در ساخت مخلوطهاي آسفالتي تأثير قابلتوجهي بر دوام و عملكرد آنها داشته و نقش مهمي در بروز خرابيهايي نظير شيار شدگي، تركخوردگي و حساسيت رطوبتي دارد. اصلاح قيرها با افزودنيهاي خاص يكي از راهكارهاي مؤثر در جلوگيري از خرابيهاي زودرس و بهبود خواص مكانيكي مخلوطهاي آسفالتي مورداستفاده است. اخيراً اصلاح قير با پليمرهاي آلي موردتوجه بسياري از پژوهشگران صنعت آسفالت قرارگرفته است. در اين پژوهش به ارزيابي خواص مكانيكي و دوام مخلوطهاي اسفالتي اصلاحشده با دو نوع پليمر مختلف با درصدهاي متفاوت شامل 5/1، 5/2 و 5/3 درصد از پليمر پلي وينيل الكل و 1، 3، 5 و 7 درصد از پليمر نانو ويسكر سلولز پرداختهشده است. بدين منظور از آزمايشهاي مكانيكي مختلفي نظير خزش ديناميكي در دماي 4/54 درجهي سانتيگراد، آزمايش مدول برجهندگي در دماي 25 درجهي سانتيگراد، آزمايش كشش غيرمستقيم در حالت تر و خشك و آزمايش خمش نيمدايرهاي در دماي 15- درجهي سانتيگراد استفاده گرديد. مقايسه عملكرد مكانيكي مخلوطهاي آسفالتي اصلاحشده نشان داد كه با افزايش درصد استفاده از هر دو پليمر، عدد رواني، مدول برجهندگي و مقاومت در برابر حساسيت رطوبتي افزايش قابلتوجهي يافته است. به عبارتي با افزودن 5/1%، 5/2% و 5/3% درصد از PVA، مقدار عدد رواني به ترتيب 26%، 44%، 85%، مقدار مدول برجهندگي 14%، 20%، 32% و ميزان بهبود حساسيت رطوبتي 13%، 20%، 32% افزايش داشته است. همچنين با اضافه كردن 1%، 3%، 5% و 7% درصد از CNWs اين بهبود براي عدد رواني به ترتيب 49%، 67%، 26/200، 44/200%، براي مدول برجهندگي 7/41%، 4/52%، 62%، 70% و براي حساسيت رطوبتي11%، 7/15%، 5/17و 26% بوده است. بهطوريكه پليمر نانو ويسكر سلولز و پلي وينيل الكل به ترتيب بيشترين تأثير را در افزايش مقاومت در برابر شيار شدگي و حساسيت رطوبتي نسبت به هم ديگر داشتهاند. نتايج آزمايش خمش نيمدايرهاي در دماي 15- نيز نشان داد كه با افزايش درصد استفاده از پلي وينيل الكل مقدار چقرمگي شكست، بار بحراني و انرژي لازم براي شكست مخلوطهاي آسفالتي اصلاحشده افزايشيافته است.
تاريخ ورود اطلاعات
1401/01/23
عنوان به انگليسي
evaluation of the effect of two polymers of cellulose nanowhisker and polyvinyl alcohol on the mechanical properties of asphalt mixtures
تاريخ بهره برداري
1/11/2023 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
حسين ولدي بيرانوند
چكيده به لاتين
The rheological properties of asphalt binder used in the manufacture of asphalt mixtures significantly affect their durability and performance and play an essential role in the occurrence of defects such as rutting, cracking, and moisture susceptibility. Modifying binders with special additives is one of the practical solutions to prevent premature failures and improve the mechanical properties of asphalt mixtures. Recently, binder modification with organic polymers has been considered by many asphalt industry researchers. This study has evaluated the mechanical and durability properties of modified asphalt mixtures with two different types of polymers with different percentages, including 1.5, 2.5, and 3.5% of polyvinyl alcohol polymer (PVA) and 1, 3, 5, and 7% of Cellulose Nano Whiskers polymer (CNWs). For this purpose, various mechanical tests such as dynamic creep at 54.4 ° C, resilience modulus test at 25 ° C, Marshall stability test, indirect tensile test, and semi-circular bending (SCB) test at -15 ° C were used. Also, the effect of different percentages of using two polymers on the modified binder's viscosity was evaluated using the rotational viscosity test. The results of the rotational viscosity test showed that the use of polymer additives increases the viscosity of the base bitumen and the amount of mixing and compaction temperature. Also, a comparison of mechanical performance and durability of modified asphalt mixtures showed that with increasing the percentage of both polymers, Marshall stability, flow number, resilient modulus, and resistance to moisture susceptibility had increased significantly. The cows and PVA had the most significant effect on increasing the resistance to rutting and moisture susceptibility, respectively. The results of the SCB test at -15 °C also showed that with increasing the percentage of PVA use, the amount of fracture toughness, critical load, and fracture energy of modified asphalt mixtures increased. Conversely, for CNWs, by increasing the percentage of use of this polymer up to 5%, the values of fracture toughness, critical load, and fracture energy of asphalt mixtures have increased. With increasing percentages, the values of these parameters have decreased by 7%.
Author
Hossein Valadi
SuperVisor
Dr. Hassan Ziyari