قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش هفتم

Share

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش هفتم

استفاده از قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری PMBE

با توجه به این‌که PMBE امولسیون‌هایی با کارایی بالا هستند، معمولاً برای بایندر آسفالت جاده‌های دارای شرایط ترافیکی سنگین، مورداستفاده قرار می‌گیرند. متداول‌ترین کاربرد آن‌ها برای لایه‌های Chipseals و Microsurfacing است . Chipseals لایه تعمیراتی سطحی است که به‌صورت جداگانه مورداستفاده قرار می‌گیرد. طراحی این لایه به عوامل مختلفی مانند شدت ترافیک، آب‌وهوا، شرایط پشتیبانی و … بستگی دارد. استفاده از PMBE در Chipseals توسط Gransberg و James در سال 2005 میلادی و همچنین Johnston و King در سال 2008 میلادی به‌طور کامل موردبررسی قرار گرفت. امولسیون PMBE برای Chipseals معمولاً از مقدار بالای بایندر برخوردار است (بیش از 72 درصد)، سریع تنظیم بوده و می‌تواند دارای عامل گدازنده به مقدار بیش از 10 درصد وزنی بایندر باشد. به‌عنوان نتیجه‌گیری و بر اساس بیش از 20 سال تجربیات میدانی ثابت‌شده که اصلاح پلیمری، حساسیت دمایی را کاهش داده و باعث افزایش چسبندگی بین سطوح موجود و بهبود انعطاف‌پذیری می‌شود. پلیمرها به‌منظور به حداقل رساندن تراوش قیر به سطح و بهبود دوام Chipseals به‌کاررفته و برای جاده‌هایی با سطح ترافیک بالا توصیه‌شده‌اند. این مزایا با استفاده از آزمون روبش (ASTM D7000) در شکل شماره 7 ارائه‌شده است. این آزمون شامل استفاده از نوعی قلمو با حرکت سیاره‌ای بر روی سطح Chipseals آماده‌شده در آزمایشگاه و سپس اندازه‌گیری مقدار ذرات پس از سایش است.

PMBE ها اکنون برای Chipseals هایی که تحت‌فشار ترافیکی بالا هستند به کار گرفته می‌شود. به‌طور مثال PMBE ها برای جاده‌هایی که دارای سطح ترافیکی سنگین کلاس T1 (عبور بین 800 تا 2000 کامیون سنگین در روز) هستند، توصیه می‌شوند. Microsurfacing مخلوط سردی است که در محل با استفاده از تجهیزات خاص تولید می‌شود. PMBE ها در Microsurfacing دارای محتوی بایندر بین 60 تا 65 درصد وزنی است، کند تنظیم بوده و به‌ندرت دارای عامل گدازنده است. همان‌طور که در شکل شماره 8 مشاهده می‌کنید، استفاده از PMBE هل باعث بهبود مقاومت در برابر سایش و رطوبت در Microsurfacing می‌شود. بیش از 20 سال تجربه میدانی به‌کارگیری PMBE در Microsurfacing نشان‌دهنده کاهش معضلاتی مانند لکه‌گیری آسفالت و تراوش قیر به سطح است. به همین دلایل PMBE ها برای Microsurfacing که تحت‌فشار ترافیکی بالا هستند، مورداستفاده قرار می‌گیرند.

امولسیونی

شکل 7   میانگین ذرات حفظ‌شده در آزمون روبش(ASTM  D7000) برای Chip seal ساخته‌شده از هشت ذره مختلف با هر دو نوع امولسیون اصلاح‌نشده(CRS-2 در طبقه‌بندی ASTM) و امولسیون اصلاح‌شده با 3 درصد پلیمر(CRS-2L).Chip seal قبل از آزمون به مدت پنج ساعت در دمای 35 درجه سانتی‌گراد قرار داده‌شده

امولسیونی

شکل 8   از دست دادن ذرات و مصالح در آزمون سایش مرطوب پس از 6 روز خیس خوردن نمونه برای ریز رویه ساخته‌شده با هر دو نوع امولسیون اصلاح‌نشده و امولسیون اصلاح‌شده با 3 درصد پلیمر


برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش هشتم


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید: 

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش هفتم
5 (100%) 12 votes

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش چهارم

Share

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش چهارم

تولید PMBE

تولید قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری (PMBE)، مخصوصاً زمانی که بحث امولسیون کردن قیر اصلاح‌شده پلیمری مطرح است، بسیار حساس و ظریف است. نخست به غلظت بالای قیر اصلاح‌شده پلیمری برای انجام فرآیند در دمای بالا احتیاج داریم. شرایط کار عادی برای یک امولسیون اصلاح‌نشده به‌طورمعمول شامل درجه حرارت قیر حدود 140 تا 150 درجه سانتی‌گراد و دمای فاز آبی حدود 50 درجه سانتی‌گراد است. در این شرایط و با نسبت فاز معمول 65 درصد وزنی قیر، امولسیون از آسیاب کلوئیدی با درجه حرارت 90 درجه سانتی‌گراد خارج می‌شود. این درجه حرارت بالا در مورد اغلب بایندر ها وجود دارد اما در مورد قیر سخت مشکل مضاعف این است که باید درجه حرارت آن را افزایش دهیم و به‌تبع آن خطر رسیدن به دمای 100 درجه سانتی‌گراد هنگام خروج از آسیاب کلوئیدی وجود دارد. سیستم خنک‌کننده معمولاً مورداستفاده قرار می‌گیرد اما نزدیکی به نقطه اشتعال برای امولسیون مضر بوده، زیرا باعث تولید ذرات درشت‌تر در امولسیون می‌شود. این به‌نوبه خود پایداری ذخیره‌سازی را تحت تأثیر قرار داده و موجب بروز معضلات انسداد در زمان پمپاژ می‌شود. این مشکل در بایندر های اصلاح‌شده با EVA کمتر دیده می‌شود.

ثانیاً رئولوژی قیر اصلاح‌شده پلیمری متمایز از قیر دست‌نخورده است. تاکنون سازوکار دقیقی از شکست قطرات قیر و انعقاد آن در آسیاب کلوئیدی شناخته‌نشده است. قطرات قیر اصلاح‌شده پلیمری نسبت به قیر معمولی سخت‌تر تغییر شکل پیدا می‌کنند. درواقع، اجزاء غنی از پلیمر درون قیر اصلاح‌شده پلیمری تنها دارای خصوصیات پلاستومری نبوده (Lesueur و همکاران 1998) بلکه در ابتدا دارای اندازه بزرگ‌تری (ذرات با میانگین قطر 10 تا 50 میکرون) نسبت به ذرات نهایی (با میانگین قطر 5 میکرون) هستند؛ بنابراین مرحله شکست قطرات سخت‌تر است. به‌عنوان نتیجه‌گیری و در صورت عدم هرگونه تغییر در شرایط کاری آسیاب کلوئیدی، قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری (PMBE) به‌طورکلی درشت‌تر از قیر امولسیونی دست‌نخورده متناظر با آن با همان مقدار بایندر و گرانروی مشابه است. این امر بر میزان پایداری ذخیره‌سازی و افزایش خطر انسداد در طول فرآیند پمپاژ تأثیرگذار است.

تغییرات کوچک که به‌سختی خواص بایندر باقیمانده را تحت تأثیر قرار می‌دهند می‌تواند بر فرآیند تشکیل امولسیون تأثیرگذار باشند. شکل شماره 2 نشان‌دهنده تفاوت در توزیع اندازه ذرات برای امولسیون‌های ساخته‌شده با دو نوع پلیمر است. پلیمر شماره 1 توزیع اندازه ذرات بهتری داشته که از حفره‌های محدودکننده اندازه ذرات عبور می‌کند، درحالی‌که پلیمر شماره 2 امولسیونی خارج از این مشخصات را ارائه می‌کند.

PMBE

شکل 2  تأثیر نوع پلیمر بر روی توزیع اندازه ذرات امولسیون با فرمول امولسیون مشابه (به‌جز نوع پلیمر) و شرایط عملیاتی یکسان

پلیمر 1 امولسیونی می‌دهد که درصد ذرات باقیمانده آن بر روی الک 800 میکرون به میزان 0/1 درصد بوده درحالی‌که پلیمر 2 امولسیونی می‌دهد که میزان ذرات باقیمانده آن 3 درصد است.

در تمامی موارد، امولسیون تجاری قیر اصلاح‌شده پلیمری برای دستیابی به این اثرات فرموله شده و درنتیجه دارای توزیع اندازه ذرات کافی و ثبات ذخیره‌سازی مناسب هستند. اگرچه فناوری جدی امولسیون سازی مبتنی بر تکنولوژی نسبت بالای فاز داخلی، ساخت امولسیون از قیر اصلاح‌شده پلیمری را راحت‌تر کرده است.

هنگامی‌که قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری به‌وسیله افزودن لاتکس تولید می‌شود، تمامی معضلات مشاهده‌شده برای امولسیون‌های PMB برطرف می‌شود. در مورد لاتکس co-emulsification لاتکس عمدتاً پایدار بوده و با اندازه ذرات نسبتاً کوچک و نزدیک به 200 میکرون داشته و چنین مقدار کمی به‌سختی در طول اختلاط در آسیاب کلوئیدی تحت تأثیر قرار می‌گیرند. درنتیجه حضور آن‌ها اثر قابل‌توجهی بر روند تولید امولسیون ندارد.

در مورد لاتکس post-addition، لاتکس به‌طور دائم و منظم در کارخانه و یا در مرحله قبل از استفاده به قیر امولسیونی اضافه می‌شود. این یک روش قدیمی و راحت است. در این روش برای جلوگیری از خامه شدن لاتکس، باید از زمان ذخیره‌سازی طولانی اجتناب کرد. همچنین به‌منظور دستیابی به یک محلول همگن، باید دستگاه‌های مخلوط‌کن در محل کار وجود داشته باشند.


برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش پنجم


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید: 

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش چهارم
5 (100%) 8 votes

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش اول

Share

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش اول

مقدمه

تاکنون قیر امولسیونی پرمصرف‌ترین بایندری است که در فناوری آسفالت سرد، استفاده به‌صورت لایه پوششی در بسیاری از کاربری‌ها، Micro Surfacing، Chip seals و … به کار گرفته‌شده است (Salomon 2006، SFERB 2006). به‌طورکلی تکنولوژی سرد به‌عنوان یک فناوری ساخت‌وساز دوستدار محیط‌زیست (EFCT) شناخته می‌شود؛ زیرا این فناوری به کاهش مصرف انرژی به لطف دمای کاربری کم‌تر و استفاده از سنگدانه های مرطوب، کاهش تولید دود و انتشار آن به داخل اتمسفر و بنابراین کاهش مخاطرات زیست‌محیطی کمک می‌کند. به‌صورت کمی توسط اتحادیه بین‌المللی قیر امولسیونی (IBEF) اعلام‌شده که تولید هر تن مخلوط آسفالت داغ اصلاح‌نشده معمولی (HMA) باعث انتشار 21 کیلوگرم دی‌اکسید کربن در جو و مصرف انرژی به میزان MJ/t 277 می‌شود (Lebouteiller 2008). این در حالی است که به‌موازات آن، تولید هر تن مخلوط آسفالت سرد (CMA) تنها باعث انتشار 3 کیلـوگرم دی‌اکسید کربـن و مصـرف انـرژی به میـزان MJ/t 27 می‌شود (Lebouteiller 2008).

بااین‌حال، هنوز هم در چشم مصرف‌کننده نهایی، تکنولوژی سرد به‌صورت یک روش بسیار فنی به نظر رسیده و درنتیجه گمان می‌کند که این فناوری از خطر فنی بالایی برخوردار است. به‌عنوان نتیجه‌گیری می‌توان گفت که این فناوری به‌طور اساسی در یک محدوده و مقیاس کوچک و اغلب در جاده‌های ثانویه به کار گرفته می‌شود. به‌طور مثال، مخلوط امولسیون-گرانول به‌طورکلی در فرانسه به علت مقاومت خستگی عالی که دارد برای تقویت و بازسازی به کار گرفته می‌شود (Lesueur 2002).

این وضعیت تا حدودی در مورد Micro Surfacing که نوع خیلی خاصی از مخلوط سرد مورداستفاده تحت شرایط سخت ترافیکی است روشن‌تر است. یکی از راه‌ها برای بهبود استفاده از تکنولوژی سرد در آسفالت جاده‌هایی که تحت شرایط ترافیکی سنگین قرار خواهند گرفت، به‌کارگیری بایندری با عملکرد بالا مانند قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری (PMBE) است. در حقیقت، Micro Surfacing بکار گرفته‌شده در بزرگراه‌ها اغلب بر پایه قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری (PMBE) است. به‌طور مشابه، Chip seals که تحت‌فشار بار ترافیک قرار دارد نیز مبتنی بر قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری (PMBE) است.

با توجه به این پیش‌زمینه و در نبود آمار جهانی دقیق و مستند، برآورد خام تولید جهانی قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری (PMBE) به‌صورت زیر است:

طبق اعلام اتحادیه بین‌المللی قیر امولسیونی، طی سال 2005 میلادی در حدود 8 میلیون تن قیر امولسیونی در کل کشورها مورداستفاده قرار گرفت که این بدان معناست که حدود 6 درصد از بایندر مصرف‌شده به این شکل بوده است (Lebouteiller 2008). ازآنجاکه حدود 10 درصد از بایندر قیری به‌صورت قیر اصلاح‌شده پلیمری (PMB) بوده، می‌توانیم تقریباً تخمین بزنیم که در حدود 800000 تن قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری (PMBE) در جهان طی سال 2005 میلادی تولیدشده است.

این مقاله اطلاعات کنونی ما را از قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری (PMBE) مورد بازبینی قرار داده و با روش تولید و معرفی خواص بنیادی آن آغاز می‌شود. در ادامه سعی بر شناخت تفاوت‌ها بین امولسیون اصلاح‌شده و اصلاح‌نشده به‌منظور روشن کردن عوامل کلیدی کنترل کننده این فناوری خواهیم داشت. سپس، شکست قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری (PMBE) که از جنبه‌های اساسی به‌کارگیری این نوع امولسیون است موردبحث قرار خواهد گرفت.


برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش دوم


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید: 

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری

قیر امولسیونی اصلاح‌شده پلیمری-بخش اول
5 (100%) 5 votes