چکیده:
تغییر نحوه اختلاط پودر لاستیک با قیر، در نسل جدید قیر های لاستیکی با فناوری پلیمریزاسیون (SPB) نسبت به روش های معمول که درتولید قیرهای اصلاح شده با پودر لاستیک (CRMB) بکار میرود ، باعث بهبود بسیاری از پارامترهای کیفیتی ازجمله شاخص نفوذ وحساسیت حرارتی، ویسکوزیته و پارامترهای عملکردی محصول گردیده که شناخت این مهم میتواند تاثیر زیادی در بکارگیری این محصول جدید در تولید انواع آسفالت با کاربری های متفاوت گردد. هدف از این تحقیق بررسی تغییرات شاخص نفوذ وحساسیت حرارتی، ویسکوزیته و پارامتر عملکردیG*/Sinδ نسل جدید قیر های لاستیکی (SPB) درطی فرایند پلیمریزاسیون و مقایسه آن با قیر های اصلاح شده با پودر لاستیک (CRMB) میباشد.
[1]، مسعود علیزاده[2]، احمد گلی[3]، سعید پرویزی [4]، الهه بقائی مقدم
مقدمه
امروزه دفع ضایعات لاستیکی یک چالش بزرگ زیست محیطی در جهان است. طبیعت غیرقابل تجزیه میلیون ها تن لاستیک خودرو که سالانه دور ریخته می شود منجر به آلودگی محیط زیست می شود. مطالعات عملکردی روسازی نشان می دهد که ساخت جاده با استفاده از ضایعات لاستیک مزایای اقتصادی و زیست محیطی قابل توجهی از جمله پاکسازی زباله های بزرگ موجود و کاهش استخراج منابع طبیعی موجود را به همراه دارد. علاوه بر این، اکسیداسیون سطح جاده را بهبود می بخشد، هزینه ساخت و ساز را کاهش می دهد و استحکام چسبندگی آسفالت را در برابر پیری طبیعی جاده ها بهبود می بخشد.
قیر لاستیکی CRMB در سرتاسر جهان برای بهبود ویژگی های چسبانندگی در روسازی های انعطاف پذیر استفاده شده است. مطالعات در سطح جهانی تایید کرده اند که افزودن خرده لاستیک به قیر باعث تولید بیندرهایی با مقاومت بهتر در برابر مشکلات روسازی مانند شیار شدن، ترک ناشی از خستگی، ترک حرارتی و غیره می شود. قابل توجه ترین جنبه قیر لاستیکی CRMB این است که نه تنها به مواد مهندسی برتر منجر می شود، بلکه محصولی سازگار با محیط زیست را نیز به ارمغان می آورد. قیر لاستیکی CRMB راه حلی برای مشکل دفع زباله های میلیون ها حلقه لاستیک ایجاد می کند که کوه های لاستیکی را در سراسر جهان تولید می کنند. افزودن لاستیکهای ضایعاتی به جای پلیمرهای خالص گرانتر، باعث صرفهجویی بیشتر در هزینه، مصرف انرژی کمتر و کاهش اثرات زیستمحیطی میشود
تاریخچه موضوع تحقیق
اضافه کردن خرده لاستیک بازیافتی به مخلوط آسفالت به روش تر به اوایل دهه 1960 بر میگردد ، جاییکه چالزمکدونالد بعنوان سرپرست مهندس مواد در شهر فینیکس ایالت اریزونا دریافت که پس از اختلاط خرده لاستیک با قیر در دمای بالا به مدت 45تا60 دقیقه ، ماده ای ژله ای گونه جدیدی با ویسکوزیته بالاتر وچسبندگی بیشتر نسبت به قیر پایه اولیه حاصل میگردد[9].
معایب استفاده از خرده لاستیک باعث گردیده افراد زیادی در کشورهای مختلف بر روی بهینه سازی افزودن این ماده به قیر کار کنند ومقالات زیادی در این زمینه نوشته شود. در کشور ما هم بر روی قیرهای پودر لاستیک مقالات زیادی تولیدشده است. بطور مثال در سال 1387 نادر طباطبایی وهمکاران در دانشگاه شربف گزارشی کامل با عنوان "بررسی فرایند افزودن پودر لاستیک بر قیر وتاثیر آن بر خواص و رده عملکردی قیر " به رشته تحریر در آوردند. مقدس نژاد ، راهی و آقاجانی در سال 1393 در مقاله ای "بررسی رئولوژیکی اثرات پودر لاستیک برخواص و عملکرد قیر " را بررسی کردند. همچنین در همین سال زاهدی ، بهاروند و نوری در مقاله ای "بررسی آزمایشگاهی تاثیر درصدهای مختلف پودر لاستیک بر حساسیت حرارتی قیر خالص" را منتشر کردند. در سالهای اخیر هم محققان بیشتر بر روی افزودنی هایی که میتوانند اثر بخشی افزودن پودر لاستیک به قیر را افزایش دهد ، مقالات متعددی منتشر کرده اند ، که از آن جمله میتوان به مقاله بنفشه فرمانبردار و بابک فرمانبردار با عنوان " بهبود خواص قیر با استفاده از افزودنی های SBS ، پودر لاستیک و ساسوبیت " سال 1401 ویا مقاله راهی ، آقاجانی و منیعی با عنوان " اصلاح قیر با دو افزودنی پلیمر SBR و پودر لاستیک " سال 1398 اشاره کرد. در صفحه دیگری به معرفی جامع آسفالت لایه نازک پرداختهایم.
معرفی نسل جدید قیر های لاستیکی با فناوری پلیمریزاسیون [5](SPB)
به دلیل مشکلات زیست محیطی لاستیکهای فرسوده، استفاده از پودر لاستیک بعنوان افزودنی پلیمری به قیر همیشه مورد استقبال اکثر کارشناسان و صاحبنظران صنعت قیر وراهسازی بوده است.پودر لاستیک بعنوان نوعی پلیمر الاستومری با خاصیت الاستیک بالا وحساسیت حرارتی کمتر نسبت به قیر ، در صورتیکه بطور صحیح مورد استفاده قرار گیرد باعث بهبود خواص فیزیکی و رئولوژیکی قیر میشود. شرکت قیر زرین موفق به تولید نسل جدیدی از قیر لاستیکی گردیده است که در آن با واکنش شیمیایی و پلیمریزاسیون پودر لاستیک در قیر، باعث بهبود بسیاری از پارامترهای کیفیتی قیر لاستیکی SPB تولید شده نسبت به قیرهای لاستیکی CRMB[6] متداول شده است. علاوه بر مواردی که در این تحقیق به آن پرداخته میشود سایرمزیتهای قیر لاستیکی SPB عبارتند از:
- قابلیت پلیمریزه شدن قیر لاستیکی SPB که انجام این فرایند باعث تغییر رئولوژیکی قیر شده و آسفالت های تولید شده با این قیر استحکام و دوام بیشتری دارند ، همچنین بعد از تکمیل فرایند پلیمریزاسیون ، آسفالت حساسیت کمتری نسبت به تنش های حرارتی دارد.
-چسبندگی خوب قیر لاستیکی SPB به مصالح باعث شده است که این قیر در برابر حلال های شیمیایی و نفتی مقاومتر باشد.
-در تولید قیر لاستیکی SPB امکان اختلاط حجم بیشتری از پودر لاستیک با قیر وجود دارد که خود صرفه اقتصادی استفاده از این روش را باعث میگردد.
روش تولید قیر لاستیکی SPB
روش تولید قیر لاستیکی SPB با روش تولید معمول قیرهای لاستیکی CRMB متفاوت است ، چونکه در این روش از تغییرات شیمیایی برای رسیدن به نتیجه بهتر کمک گرفته شده است. در این روش واکنشگر شیمیایی همراه با پودر لاستیک در دمای 170درجه سانتیگراد به قیر اضافه شده و بوسیله یک میکسر معمولی با دور حداکثر 50rpm ، مخلوط میگردد. قیر لاستیکی SPB تولید شده تا زمانیکه به مصالح سنگی نرسیده است ، خواص یک قیر پلیمری معمولی با ویسکوزیته کم را از خود نشان میدهد اما به محض رسیدن به مصالح ، شبکه پلیمری پودرلاستیک و قیر شروع به شکل گیری میکنند که باعث ایجاد بهبود در آسفالت تولید شده میگردد. محقق برای آن که بتواند آنچه که قیر لاستیکی SPB پس از رسیدن به مصالح سنگی از خود نشان میدهدرا شبیه سازی کند ، به محصول تولیدی ماده شیمیایی دیگری به نام شتابدهنده اضافه کرده ونتایج محصول نهایی را در ساعات مختلف افزایش ، رصد کرده است و بنا بر آزمایشات متعدد دریافته است که پس از 6ساعت ، شبکه پلیمری قیر و پودر لاستیک به 80% ساختار ممکن خود میرسد و تقریبا شرایط رسیدن قیر به مصالح شبیه سازی میگردد.
لذا در این تحقیق ما دو نمونه قیر لاستیکی SPB را با قیر لاستیکی CRMB و قیر پایه معمولی مقایسه میکنیم اولی قیرلاستیکی SPB تولید اولیه که با نام SPB Base آورده شده است و دومی قیرلاستیکی SPB که به آن شتابدهنده اضافه شده است و پس از 6ساعت مورد آزمایش قرار گرفته است که بنام SPB+ 6H Accelerator ذکر گردیده است.
مـواد اولیه آزمایشات و روش ساخت نمونه ها
در این تحقیق، 3 نوع قیرلاستیکی مورد مطالعه با استفاده از یک قیر پایه ثابت تولید شدند که مشخصات قیر پایه در جدول 1 ذکر گردیده است. همچنین پودر لاستیک استفاده شده در این تحقیق ، پودر لاستیک شرکت زیست همیار وابسته به سازمان مدیریت پسماند شهرداری مشهد بوده است که مش بندی آن در آزمایشگاه بنا به نوع قیر لاستیکی ساخته شده تعیین گردید.
نمونه های ساخته شده جهت آزمایشات نهایی ، همگی در آزمایشگاه مجهز شرکت قیر زرین ساخته شدند.نحوه ساخت هر 3نمونه که با یکدیگر مقایسه گردیدند در جدول 2 ذکرگردیده است.شایان ذکر است که پودر لاستیک مصرفی برای تولید قیر لاستیکی SPB در اشل صنعتی، مخلوطی از پودر لاستیک باسایز حدود 40 میکرون تا سایز 1200میکرون میباشد.
جدول 1 مشخصات قیر60-70 پایه

جدول 2 مشخصات روش تولید نمونه های آزمایشگاهی
|
|
شرایط ساخت |
قیرلاستیکی CRMB |
قیرلاستیکیSPB |
قیرلاستیکیSPB با شتابدهنده |
|
1 |
دمای اختلاط oC |
170 |
170 |
170 |
|
2 |
زمان اختلاط min |
80 |
180 |
180 |
|
3 |
سرعت اختلاط RPM |
700 |
50 |
50 |
|
4 |
دانه بندی پودر لاستیک |
رد شده از الک 40 |
ردشده از الک16 100% روی الک30 16.5% روی الک50 47.7% زیر الک50 35.8% |
ردشده از الک16 100% روی الک30 16.5% روی الک50 47.7% زیر الک50 35.8% |
|
5 |
درصد پودر لاستیک % |
15 |
20 |
20 |
|
6 |
زمان عمل آوری hr |
- |
- |
6 |
تشریح آزمایشات و نتایج آنها
به منظور بررسی دقیقتر میزان کارایی و اثر بخشی محصول تولیدی، سعی گردید در این تحقیق از روشهای ارزشیابی قیرها در زمانهای دورتر و نیز روشهای جدید ارزشیابی قیر که هم اکنون در دسترس آزمایشگاههای قیر است، استفاده گردد و نمونه قیر لاستیکی تولیدی با فن آوری جدید پلیمریزاسیون (SPB) با قیر لاستیکی ساخته شده با روشهای متداول کنونی (CRMB) مقایسه گردد. لذا تصمیم بر آن گردید ازمایشات درجه نفوذ در دمای 25 درجه سانتیگراد ، نقطه نرمی ، ویسکوزیته چرخشی در دو دمای 135 و 175 درجه سانتیگراد و آزمون DSR برای قیر اولیه و سپس قیر پیرشده در RTFOT بر روی نمونه ها بانجام برسد ونتایج آنها تحلیل گردد. درجه نفوذ و یا ویسکوزیته قیر صرفنظر از نوع وکیفیت وخواص فیزیکی شیمیایی منابع نفت خام و فرایندهای متنوع پالایش ، با کاهش و یا افزایش درجه حرارت نیز تغییر میکند.در دمای بالا قیر رفتار یک سیال نیوتنی را از خود به نمایش میگذارد ولی با کاهش درجه حرارت قیر رفتار کشسان ویا الاستیک ودر صورت کاهش بیشتر دما رفتار شکننده از خود نشان میدهد. [7].بطور کلی تغییرات خواص فیزیکی قیر مانند ویسکوزیته و درجه نفوذ با دما، حساسیت حرارتی قیر نامیده میشود، که برای قیرهای مختلف متفاوت است.هر چه حساسیت قیر کمتر باشد کیفیت قیر برای راهسازی بالاتر است. آسفالتهای ساخته شده با قیرهایی با حساسیت بالا، نه تنها کیفیت را بشدت کاهش میدهد بلکه مشکلات زیادی را ایجاد میکنند که از آن جمله،دیرگیربودن قیر و درنتیجه ایجاد تاخیر در غلتک زنی ، جاری شدن قیر از آسفالت در دمای بالای تولید آسفالت، تمایل شدید به قیر زدگی ، تمایل زیاد به بروز ترکهای عرضی وانقباظی در زمستان و چندین عیب دیگر که همگی کاهش کیفیت آسفالت ساخته شده را بدنبال دارد.
حساسیت حرارتی قیر را میتوان از طریق شاخص نفوذ PI ویا عدد درجه نفوذ-ویسکوزیته PVN ویا عدد دما-ویسکوزیته VTS تعیین نمود.
شاخص نفوذ PI و حساسیت حرارتی A
یکی از بهترین معادله هایی که برای شاخص نفوذ PI ارائه شده توسط Pfeiffer و Van Doormaal بیان شده است،که با اندازه گیری دو درجه نفوذ در دو دمای متفاوت میتواند بصورت زیر محاسبه گردد:
1) PI=(20(1-25A))/(1+50A)
2) A=(log Pen at T1- log Pen at T2)/(T1 –T2)
A حساسیت حرارتی قیر است که بین 0.0015 تا 0.06 تغییر میکندکه نشان دهنده اختلاف قابل توجه در میزان حساسیت قیرهاست. همچنین مقدار شاخص نفوذ از حدود 3- برای قیرهای بشدت حساس تا حدود 7+ برای قیرهای بسیار دمیده با حساسیت بسیار کم متغیر است. Pfeiffer و Van Doormaal همچنین دریافتند که بیشتر قیرها در دمای نقطه نرمی ، درجه نفوذی برابر 800dmm دارند لذا با این وصف میتوان شاخص نفوذ را با داشتن درجه نفوذ و نقطه نرمی یک قیر بصورت زیر محاسبه کرد[7] :
3) A=(log Pen - log 800)/(T1 – Softening Point)
نتایج بدست آمده از آزمایشات که در فرمولهای 1و3 گذاشته شده ،در جدول3 ومقایسه آنها در نمودار 1 ارائه گردیده است.
جدول 3 نتایج شاخص نفوذ PI و حساسیت حرارتی A
|
|
Softening Point |
Penetration@25 oC |
A |
PI |
|
oC |
dmm ,100g,5S |
Pen25, Soft. |
||
|
60 - 70 |
48.8 |
64.5 |
0.046 |
-0.90 |
|
CRMB |
62.2 |
34.3 |
0.037 |
0.57 |
|
SPB Base |
60.2 |
43.8 |
0.036 |
0.74 |
|
SPB+ 6H Accelerator |
62.8 |
27.0 |
0.039 |
0.18 |
نمودار 1 نتایج شاخص نفوذ PI و حساسیت حرارتی A

عدد درجه نفوذ ویسکوزیته PVN
عدد درجه نفوذ ویسکوزیته براساس درجه نفوذ در 25oC و ویسکوزیته در 135oC از طریق فرمول زیر محاسبه میگردد[7]:
5) PVN= -1.5((logL – logX)/(logL – logM))
L=4.25800-0.79670log Pen
M=3.46289-0.61094log Pen
X = Viscosity at 135oC
هر چه میزان PVN قیری کمتر باشد ، حساسیت حرارتی اش بیشتر خواهد بود. نتایج بدست آمده از آزمایشات در فرمول 5 گذاشته شده و نتایج بدست آمده در جدول4 ومقایسه آنها در نمودار 2 ارائه گردیده است.
جدول 4 نتایج عدد درجه نفوذ ویسکوزیته PVN
|
|
RV135 |
Penetration@25 oC |
PVN |
|
30rpm,Sp.21,Cp |
dmm ,100g,5S |
|
|
|
60 - 70 |
367 |
64.5 |
41.06 |
|
CRMB |
1650 |
34.3 |
51.36 |
|
SPB Base |
2447 |
43.8 |
55.48 |
|
SPB+ 6H Accelerator |
1884 |
27.0 |
51.64 |
نمودار 2 نتایج عدد درجه نفوذ ویسکوزیته PVN
حساسیت دما ویسکوزیته VTS
حساسیت دما ویسکوزیته براساس ویسکوزیته قیر در دو دمای مختلف از فرمول زیر بدست میاید[7]:
6) VTS = (log log η2 - log log η1)/(log T1 – log T2)
که در آن η1 و η2ویسکوزیته قیردر دماهای T1و T2 بر حسب Poise میباشد.دماها برحسب oC است.
هر چه حساسیت دما ویسکوزیته VTS بزرگتر باشد ، حساسیت حرارتی هم بیشتر است. نتایج بدست آمده از آزمایشات در فرمول 6 گذاشته شده و نتایج بدست آمده در جدول5ومقایسه آنها در نمودار 3 ارائه گردیده است.
جدول 5 نتایج عدد درجه نفوذ ویسکوزیته PVN
|
|
RV135 |
RV175 |
VTS |
|
30rpm,Sp.21, Poise |
100rpm,Sp.21,Poise |
|
|
|
60 - 70 |
3.67 |
1.23 |
41.06 |
|
CRMB |
16.50 |
6.95 |
51.36 |
|
SPB Base |
24.47 |
10.6 |
55.48 |
|
SPB+ 6H Accelerator |
18. 84 |
9.81 |
51.64 |
نمودار 3 نتایج عدد درجه نفوذ ویسکوزیته PVN

تعیین پارامتر عملکردیG*/Sinδ در DSR
شیارشدگی بعنوان تجمعی از تغییر شکلهای دائمی در هر یک از لایه های روسازی تحت بارگذاری مکرر میباشد[3]. قیر باG* بالاتر پایداری بهتری در برابر شیار شدگی دارد.همچنین اگر قیر در دمای بالا الاستیک تر باشد پایداری آن در برابر شیارشدگی بیشتر میشود[4]. δنشان دهنده نسبت بین تغییر شکلهای بازگشت پذیر و بازگشت ناپذیر است[6].اگر δ نزدیک به صفر باشد رفتار الاستیک تر واگر نزدیک به 90درجه باشد از خاصیت ویسکوز بیشتری برخوردار است. لذا پارامتر عملکردیG*/Sinδ بعنوان شاخص سفتی در دمای بالا برای ارزیابی مقاومت در برابر شیارشدگی هردو قیر لاستیکی و اصلاح نشده مشخص شده است[5].
در دستگاه رئومتر برش دینامیکی DSR با اندازه گیری G* و δ میتوان رفتار قیر را درمواد آسفالتی در شرایط مختلف اندازه گیری کرد و تاثیر دما ، زمان بارگذاری و میزان بارگذاری را با دقت بالایی مورد بررسی قرار داد[8].برای قیرهای معمولی ، جهت آزمایش در دمای بالا از نمونه استوانه ای با قطر 25میلیمتر و ارتفاع 1میلیمتر استفاده میشود[2] اما در مورد قیرهای لاستیکی چون احتمال وجود ذرات لاستیک در نمونه وجود دارد توصیه میگردد از نمونه با قطر 25میلیمتر و ارتفاع 2میلیمتر استفاده شود. بر همین اساس در این تحقیق برای تست تمامی نمونه های قیر لاستیکی از نمونه با قطر 25میلیمتر و ارتفاع 2میلیمتر استفاده شده است.
در این آزمایش بارگذاری های متناوب یا بصورت تنش کنترل شده ویا کرنش کنترل شده انجام میشود. δ میزان تاخیر فاز پاسخ قیر به تنش اعمالی است که برای مواد الاستیک برابر صفر و برای مواد ویسکوز برابر 90 درجه است.این شاخص برای مواد ویسکو الاستیک بین 0و90 میباشدو نشان میدهد که رفتار ماده مورد مطالعه در شرایط آزمایش تا چه میزان کشسان یا ویسکوز است[1].پارامتر مهم دیگر در این آزمایش مدول برش دینامیکی G* که طبق تعریف برابر است با نسبت حداکثر تنش اعمالی به حداکثر کرنش .این پارامتر بیانگر مدول سختی قیر است.در روش دسته بندی قیرها براساس عملکرد، با استفاده از پارامتر G*/Sinδ شاخص شیارشدگی در دمای بالای قیر تحلیل میگردد. نتایج بدست آمده از نمونه های ساخته شده در جدول6 و مقایسه آنها در نمودارهای 4و5 ارائه گردیده است.
|
|
DSR ORG )2mm( |
||||
|
|
T oC |
G* Pa |
δ |
G*/Sin δ KPa |
Fail Temp. oC |
|
60-70 (1mm) |
58 |
1918 |
82.8 |
1.934 |
62.9 |
|
CRMB |
76 |
1606 |
77.7 |
1.644 |
80.6 |
|
SPB |
76 |
1497 |
75.0 |
1.550 |
80.6 |
|
SPB 6H Accelerator |
76 |
1754 |
71.3 |
1.852 |
82.1 |
جدول 6 نتایج تعیین پارامترهای عملکردی در DSR

نمودار 4 نتایج تعیین پارامترهای عملکردی در DSR

نمودار 5 نتایج تعیین پارامترهای عملکردی در DSR
تحلیل نتایج آزمایشات
نتایج آزمایشات در قسمت شاخص نفوذPI و حساسیت حرارتیA ، قیر لاستیکی SPB بهترین نتیجه را داده است.به نظر میرسد قیر لاستیکی SPB همراه با شتابدهنده بدلیل پلیمریزه شدن این قیر پس از رسیدن به مصالح کمی در زمینه این دوشاخص افت میکند اما کماکان اثرات بهبود در آن کاملا مشهود است. از نتایج آزمایشات در قسمت عدد درجه نفوذ ویسکوزیته PVN بازهم مشاهده میگردد، قیر لاستیکی SPB بهترین نتیجه را داده است. از نتایج آزمایشات در قسمت حساسیت دما ویسکوزیته VTS مشاهده میگردد، قیر لاستیکی SPB اینبار هم بهترین نتیجه را داده است همچنین در این قسمت قیر لاستیکی SPB همراه با شتابدهنده هم نتیجه خوبی دارد که نشان دهنده اثرات بهبود در حوزه ویسکوزیته میباشد. اما چالشی ترین قسمت نتایج مربوط به نتایج آزمایشات تعیین پارامتر عملکردیG*/Sinδ در DSR میباشد. در تعیین هر سه پارامتر G* ، δ و G*/Sinδ بهترین نتیجه مربوط به قیر لاستیکی SPB با شتابدهنده است که این فرضیه نویسنده را تایید میکند : " محصول تولیدی نه تنها خاصیت الاستیکی بهتری دارد بلکه خاصیت مقاومت در برابر شیار شدگی در دمای بالای ایده ال تری نسبت به سایر قیرهای لاستیکی CRMB ایجاد مینماید". در قسمت پارامتر G* و G*/Sinδ قیر لاستیکی SPB پایه دارای بهبود کمتری میباشد که این مورد هم گویای این مطلب است محصول تولیدی قبل وبعد از رسیدن به مصالح دارای شرایط متفاوتی است ودر هر زمان بنا به مقتضای زمانی که قیر باید در آن قرار گیرد دارای بهترین حالت است.
5. نتیجه گیری
نتیجه گیری از این تحقیق نشانگر این موضوع است که برتری قیر لاستیکی با فناوری پلیمریزاسیون (SPB) نسبت به سایر قیرهای لاستیکی (CRMB) به این خاطر است که ، محقق توانسته است با دو مرحله ای کردن فرایند بهبود قیر از طریق واکنش شیمیایی نه تنها معضلات استفاده از قیرهای لاستیکی را کاهش دهد بلکه بهبود بهتری هم به خواص آسفالت تهیه شده از این محصول بدهد. آزمایشات کلیدی مطرح شده در این تحقیق شامل شاخص نفوذ وحساسیت حرارتی ، ویسکوزیته و پارامترهای عملکردی میتواند برتری یک محصول قیر پلیمری را در حوزه قیر مورد سنجش قرار دهد .در حوزه عملکرد این محصول در آسفالت و همچنین بازخورد استفاده از آن در پروژه های راهسازی هم مطالب زیادی قابل عرضه است که در مقالات آتی خدمت جامعه فرهیخته حوزه راهسازی تقدیم خواهد گردید.
نتایجی که در این تحقیق ، محقق گردید عبارت است از:
- قیر لاستیکی SPB باعث افزایش شاخص نفوذ PI قیر حتی بعد از تکمیل فرایند پلیمریزاسیون میشود که خود سبب کاهش حساسیت حرارتی محصول ، نسبت به قیرهای لاستیکیCRMB میگردد.
- کاهش ویسکوزیته قیر لاستیکی SPB نسبت به قیرهای CRMBمتداول وهمچنین حساسیت حرارتی وابسته به پارامتر ویسکوزیته قیر، باعث انتقال راحت تر این محصول در لوله ها میشود و نیز امکان اختلاط قیر با مصالح سنگی راحت تر میگردد.
- بهبود پارامتر عملکردیG*/Sinδ برای قیر لاستیکی SPB ، باعث بهبود مقاومت آسفالت ساخته شده در برابر شیارشدگی در دمای بالا نسبت به قیرهای CRMBمتداول میگردد.
- قابلیت پلیمریزه شدن قیر لاستیکی SPB پس از تماس با مصالح که انجام این فرایند باعث تغییر رئولوژیکی قیر شده (افزایش G*) و آسفالت های تولید شده با این قیر استحکام و دوام بیشتری دارند.
- نشان داده شد با کاهش δخصوصیات الاستیک قیر در قیرلاستیکی SPB افزایش و در نتیجه آسفالت تولیدی قابلیت برگشت پذیری به شکل اولیه بیشتری از خود نشان میدهد.
- بعد از تکمیل فرایند پلیمریزاسیون ، آسفالت حساسیت کمتری نسبت به تنش های حرارتی دارد.
- چسبندگی خوب قیر لاستیکی SPB به مصالح باعث شده است که این قیر در برابر حلال های شیمیایی و نفتی مقاومتر باشد.
6. فهرست منابع و مآخذ
1- Motamed, A., Bhasin, A., and Liechti, K. M. Constitutive modeling of the nonlinear viscoelastic response in asphalt
2- Motamed, A., and Bahia, H. U. Influence of Test Geometry, Temperature, Stress Level, and Loading Duration on Binder Properties Measured Using DSR. Journal of Materials in Civil Engineering (ASCE), Vol. 23 (10), 2011, pp.1422-1432..
3- Tayfur, S. Ozen, H. and Aksoy, A. (2007),"Investigation of Rutting Performance of Asphalt Mixtures Containing Polymer Modifiers", 21, 328--337.
4- Bennert, T. Maher, A. and Smith, J. (2004),"Evaluation of Crumb Rubber in Hot Mix Asphalt", U.S.D.O.T, Research and Special Programs, 1, 335-340.
5- Wong, W.G. Han, H. He, G. Wang, K. and Lu, W. (2004),"Rutting Response of Hot Mix Asphalt to Generalized Dynamic Shear Moduli of Asphalt Binder", Construction and Building Materials, 18, 399-408.
6- Uddin, W. (2003),"Viscoelastic Characterization of Polymer Modified Asphalt Binders of Pavement Applications", Applied Rheology, 13, 191-199.
7-شرکت نفت پاسارگاد ،کارشناسان ارشد شرکت نفت پاسارگاد ، "قیر و آسفالت پاسارگاد" ، واحد انتشارات نفت پاسارگاد ، 1390
8- آرش معتمد، سعیدپرویزی،امیرتقی خانی ، "ساخت و نگهداری راه با قیرهای امولسیونی و کنترل کیفیتهای لازم" ، انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شریف ، 1400
9- سیدمحمدضیا علوی،خشایار صادقی ، "اصلاح کننده های لاستیکی و پلیمری قیر و مخلوط آسفالتی " ، انتشارات سازمان جهاد دانشگاهی تهران ، 1401
1- کارشناس ارشد شیمی،مدیر تحقیق و توسعه شرکت قیر زرین ومخترع فن آوری m51alizadeh@yahoo.com
[2] - دکترای عمران ، عضو هیات علمی دانشگاه اصفهان a.goli@trn.ui.ac.ir
[3] - کارشناس ارشد راه و ترابری،مشاور قیرهای امولسیونی و پلیمری saied.parvizi@gmail.com
4- کارشناس مهندسی شیمی،مسئول آزمایشگاه شرکت قیر زرین hani.hima8895@gmail.com
[5] Self Polymerization Bitumen
[6] Crumb Rubber Modified Bitumen