مکانیسم‌های اصلی جدا شدن پیوند قیر/سنگ دانه در آسفالت

Share

مکانیسم‌های اصلی جدا شدن پیوند قیر/سنگ دانه در آسفالت

مطالعات زیادی به‌منظور تشخیص مکانیسم جدا شدن پیوند در آسفالت‌ها انجام‌شده است. دو روش عمده وجود دارد که سیستم قیر/سنگ­ دانه دچار شکست می‌شود، یعنی مکانیسم‌های چسبندگی و پیوستگی. اگر سنگ‌دانه‌ها تمیز و خشک باشد و مخلوط به شکل مؤثری نشت ناپذیر باشد، حالت شکست مربوط به پیوستگی خواهد بود. به‌هرحال در حضور آب حالت شکست قریب‌به‌یقین به دلیل از دست دادن چسبندگی به علت جدا شدن قیر از سنگ‌دانه (Stripping) خواهد بود. چندین مکانیسم ممکن برای جدا شدن پیوند در زیر بیان‌شده است.

جابجایی (Desplacement)

تئوری جابجایی مربوط به تعادل ترمودینامیکی سیستم سه فازی قیر/سنگ‌دانه/آب است. اگر آب وارد سطح مشترک قیر/سنگ‌دانه شود، در نظر گرفتن انرژی دخیل نشان می‌دهد قیر از سطح سنگ‌دانه جمع خواهد شد. شکل 1 نشان می‌دهد یک ذره سنگ‌دانه جاسازی‌شده در فیلم قیر با نقطه A وقتی سیستم خشک است در نقطه تماس یک تعادل نشان می‌دهد. هنگام تماس با آب نقطه تعادل جابجا شده و سطح مشترک جدید تا نقطه B حرکت کرده یا روی سطح تا نقطه B جمع می‌شود. این موقعیت جدید تعادل یک زاویه تماس دارد که به نوع و ویسکوزیته قیر استفاده‌شده وابسته خواهد بود.

شکل 1: انقباض سطح مشترک قیر/آب در حضور آب

شکل 1: انقباض سطح مشترک قیر/آب در حضور آب

تفکیک (Detachment)

تفکیک زمانی اتفاق می‌افتد که یک فیلم نازک از آب یا گردوغبار، قیر و سنگ‌دانه را بدون ایجاد ترک قابل‌مشاهده در سطح قیر از یکدیگر جدا کند. اگرچه فیلم قیر به‌طور کامل سنگ‌دانه را کپسوله کرده است، هیچ پیوند چسبنده‌ای بین قیر و سنگ‌دانه وجود ندارد و قیر می‌تواند به‌آسانی از سطح سنگ‌دانه پوست‌کنده شود. این فرآیند ممکن است برگشت‌پذیر باشد یعنی اگر آب حذف شود ممکن است قیر دوباره به سنگ‌دانه‌ها بچسبد. یک مکانیسم جدا شدن پیوند دوباره باید اتفاق بیافتد تا اجازه ورود آب بین سنگ‌دانه و قیر را بدهد.

پارگی فیلم (Film rupture)

برخلاف این حقیقت که قیر به‌طور کامل سنگ‌دانه را پوشانده ممکن است پارگی فیلم رخ دهد. در لبه‌های تیز یا خشن سطح سنگ‌دانه که فیلم قیر نازک‌تر است، نشان داده‌شده است که آب می‌تواند در فیلم نفوذ کند تا به سطح سنگ‌دانه برسد. این حرکت آب به سمت سطح سنگ‌دانه می‌تواند به‌صورت مایع یا بخار اتفاق بیافتد. وقتی‌که این فرآیند شروع می‌شود آب می‌تواند بین قیر و سنگ‌دانه به‌منظور تفکیک قیر یا فیلم جدایی بی اندازد.

سرعتی که آب می‌تواند نفوذ کند و فیلم قیر را تفکیک کند به ویسکوزیته قیر، طبیعت سنگ‌دانه‌ها، ضخامت فیلم قیر و حضور فیلر و ترکیباتی مانند عوامل فعال وابسته خواهد بود. وقتی تفکیک قابل‌توجه قیر از سنگ‌دانه اتفاق بیافتد فشار واردشده به‌وسیله ترافیک به‌راحتی فیلم را پاره خواهد کرد و قیر جمع خواهد شد و آبی که سنگ‌دانه را پوشانده آشکار خواهد شد.

تاول زدن و سوراخ‌سوراخ شدن (Blistering and pitting)

اگر دمای قیر در آسفالت افزایش یابد، ویسکوزیته قیر کاهش خواهد یافت. اگر این اتفاق با باران اخیر همراه شود، ممکن است قیر باعث خزش در لبه قطرات آب‌شده و مطابق شکل 2 باعث ایجاد تاول می‌شود. اگر دما افزایش یابد تاول گسترش خواهد یافت و یک گودال یا سوراخ به جا خواهد گذاشت که ممکن است اجازه دسترسی آب به سطح سنگ‌دانه را بدهد.

شکل 2: تشکیل تاول و تورفتگی در آسفالت

شکل 2: تشکیل تاول و تورفتگی در آسفالت

تمیزکاری هیدرولیک (Hydraulic scouring)

تمیزکاری هیدرولیک یا پمپاژ در رویه آسفالت اتفاق می‌افتد و به دلیل حرکت تایر وسایل نقلیه روی سطح آسفالت اشباع‌شده اتفاق می‌افتد؛ یعنی آب با قدرت از جلوی تایر وسایل نقلیه به داخل منافذ سطح وارد می‌شود. در هنگام عبور، تایر این آب را مکش می‌کند، درنتیجه یک سیکل فشرده‌سازی –تنش روی این منافذ سطح ایجاد می‌شود که باعث جدا شدن پیوند قیر/ سنگ­دانه خواهد شد. گردوغبار و گل معلق در آب می‌تواند به‌عنوان یک ساینده عمل کند و جدا شدن پیوند را افزایش دهد.

فشار منافذ (Pore pressure)

این نوع مکانیسم جدا شدن پیوند در مخلوط‌های ضعیف فشرده‌شده یا باز که ممکن است فشرده شدن مواد به‌وسیله ترافیک باعث به دام افتادن آب شود بیشتر اهمیت دارد. وقتی مواد به‌طور مؤثر نفوذناپذیر شوند ترافیک بعدی یک فشار منافذ آب وارد می‌کند. این باعث ایجاد کانال‌هایی اطراف سطح مشترک قیر/سنگ‌دانه می‌شود که منجر به از دست دادن پیوند می‌گردد. دماهای بالاتر روی آب به دام افتاده عمل کرده و درنتیجه افزایش فشارها مهاجرت آب و شکستن پیوندها را شتاب می‌دهد. همچنین دمای پایین ممکن است باعث ایجاد یخ شده که به‌اندازه مورد بالا مخرب است.

جدا شدن پیوند شیمیایی

نفوذ آب از طریق فیلم قیر می‌تواند منجر به دولایه‌های آب در سطح سنگ‌دانه‌ها شود. حضور آب باعث می‌شود سطح سنگ‌دانه یک بار منفی را در برابر قیر که اندکی دارای بار منفی شده است نشان بدهد. درنتیجه دو سطح باردار منفی در تماس با یکدیگر هستند و دافعه ایجاد می‌شود. با افزایش جذب آب روی سطح سنگ‌دانه‌ها، درنهایت جدا شدن پیوند قیر اتفاق خواهد افتاد.

 

Mc قیر، Pg  مخفف چیست، ah 90، فلش پوینت چیست، بایندر چیست، قیمت قیر امولسیونی، مواد تشکیل دهنده قیر، مشخصات قیر، حلال قیر چیست، حلا ل قیر، مالچ چیست، راپچر دیسک، 4050،قیمت بشکه قیر صادراتی ، قیمت قیر، تولیدبشکه فلزی صادراتی ، رزین ، خرید و فروش قیر، هترواتم چیست،

5/5 - (1 امتیاز)

دیدگاهتان را بنویسید