مواد و روش آزمون در ارزیابی عملکرد قیر اصلاح شده با نانو سیلیکا و ساسوبیت

مواد

1-   نانو سیلیکا

نانو سیلیکا با مشخصات ارائه‌شده در جدول شماره 1 و 2 برای این مطالعه مورداستفاده قرارگرفته است. همان‌طور که در جدول شماره 2 مشاهده می‌کنید، مساحت سطح نانو سیلیکا برای تأثیرگذاری بر خواص بایندر بسیار بزرگ و مطلوب است.

جدول 1   آنالیز نانو سیلیکا

جدول 2   خواص نانو ذرات اکسید سیلیکون

2-   قیر و Sasobit

رایج‌ترین قیر موجود با گرید 60/70 تولیدشده در پالایشگاه‌های ایران به‌عنوان قیر پایه در این مطالعه مورداستفاده قرار گرفت. مشخصات و ویژگی‌های قیر پایه در جدول شماره 3 ارائه‌شده است.

ساسوبیت یک موم مصنوعی است که از هیدروکربن‌ها با زنجیره بلند تشکیل‌شده است. این ماده توسط پلیمریزاسیون طی فرآیند Fisher-Tropsch به دست می‌آید. ساسوبیت مورداستفاده در این پژوهش از شرکت Sasol wax آفریقای جنوبی تهیه‌شده است.

جدول 3   ویژگی‌های قیر استفاده‌شده در این پژوهش

روش آزمون

در این پژوهش، از روش ذوب داغ برای اختلاط قیر پایه با اصلاح‌کننده‌ها، ساسوبیت و نانو سیلیکا استفاده‌شده است. در روش ذوب داغ، اصلاح‌کننده‌های قیر که شامل ساسوبیت و نانو سیلیکا هستند به ترتیب در درجه حرارت معادل 160 درجه سانتی گراد و 180 درجه سانتی گراد به قیر دست‌نخورده اضافه می‌شوند. میزان ساسوبیت مورداستفاده برای تمام نمونه‌ها به مقدار 2 درصد وزنی بود، درحالی‌که مقدار نانو سیلیکا استفاده‌شده از 2 تا 6 درصد وزنی (از مقدار کل وزن بایندر) متفاوت بود. از دستگاه همگن‌ساز Silverson با نرخ برشی 3000 دور در دقیقه و زمان اختلاط حدود 30 دقیقه برای آماده‌سازی قیر اصلاح‌شده استفاده گردید. خصوصیات فیزیکی بایندر اصلاح‌شده در جدول شماره 4 ارائه‌شده است.

جدول 4   خصوصیات فیزیکی قیر اصلاح‌شده

در جدول شماره 5، مدل ترکیب استاندارد مخلوط آسفالت گرم استفاده‌شده برای آماده‌سازی آسفالت ارائه‌شده است.

ویژگی‌های ذرات و دانه‌های بکار رفته نیز در جدول شماره 6 به تصویر کشیده شده است. از ذرات گرم شده با دمای 135 درجه سانتی گراد برای تولید آسفالت حاوی نانو سیلیکا اصلاح‌کننده قیر استفاده‌شده است.

جدول 5   مدل اختلاط مخلوط آسفالت (عبور کرده از غربال برحسب درصد)

جدول 6   خواص ذرات و دانه های بکار رفته

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

نتایج و مباحث ارزیابی عملکرد قیر اصلاح شده با نانو سیلیکا و ساسوبیت-بخش اول

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

ارزیابی عملکرد قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا

بهینه‌سازی حساسیت دمایی قیر اصلاح‌شده توسط تایرهای لاستیکی ضایعاتی با استفاده از روش TAGUCHI-بخش دوم

مقدمه

به‌طور رضایت بخشی میل به استفاده از مواد قیری در آسفالت بزرگراه‌ها و باند فرودگاه‌ها وجود دارد. به‌هرحال در سال‌های اخیر، افزایش سطح ترافیک، ساخت و حضور کشنده‌های بزرگ‌تر و سنگین‌تر باعث افزایش فشار تایرها بر روی آسفالت شده است. به این دلایل نیاز به بهبود خواص مواد قیری موجود، احساس شده است. اصلاح‌کننده‌های قیر راه‌حلی برای غلبه بر کمبودهای ذاتی قیر و درنتیجه بهبود عملکرد مخلوط قیر ارائه می‌کنند (Brule و همکاران 1988، Brown و همکاران 1990،Isacsson & Lu 1995).

بهترین و شناخته‌شده‌ترین شکل اصلاح‌کننده‌ها، پلیمرهای اصلاح‌کننده است که به‌طور سنتی برای بهبود حساسیت دمایی قیر با عملکرد افزایش سفتی قیر در دمای سرویس بالا و کاهش سفتی آن در دمای سرویس پایین استفاده می‌شود (Brule و همکاران 1991، Collins و همکاران 1991،  King و همکاران 1993)

تایرها یکی از پلیمرهای مورداستفاده در مخلوط آسفالت گرم (HMA) است. مقدار زیادی از تایرهای لاستیکی مستعمل در HMA مورداستفاده قرار می‌گیرد. در سال‌های اخیر، استفاده از تایرهای لاستیکی ضایعاتی در مخلوط‌های قیری به دلیل دسترسی زیاد به تایرهای لاستیکی استفاده‌شده و رهایی از مشکلات زیست‌محیطی حاصل از آن‌ها، افزایش‌یافته است. علاوه بر این کاربری‌ها، مطالعات زیادی بر روی مخـلوط‌های قیــری اصـلاح‌شـده با تایرهــای لاسـتیـکـی انجــام‌گرفـته اســت (Soon-Jae و هــمـکاران 2008، Cheuk & Wing 2007، Celik & Atis 2007).

به‌طورکلی دو فرآیند به نام‌های فرآیند خشک و فرآیند مرطوب در اصلاح قیر به‌وسیله خرده تایرهای لاستیکی وجود دارد. درروش خشک، خرده تایرها با مخلوط قیری به‌عنوان جایگزین برخی از ذرات و دانه‌های معدنی در مخلوط ترکیب‌شده و درروش مرطوب، خرده تایرها جهت اصلاح خواص فیزیکی و شیمیایی قیر اضافه می‌شوند. هنگامی‌که خرده تایرهای لاستیکی با استفاده از روش مرطوب به قیر اضافه می‌شود، حساسیت دمایی قیر بهبود می‌یابد. درروش مرطوب، مقدار تایرهای لاستیکی، دمای اختلاط، زمان و سرعت اختلاط از عوامل مؤثر در تعیین حساسیت دمایی بایندر حاصله هستند (Freddy و همکاران 1991، Pfeiffer 1950).

Pfeiffer و Van Doormaal در سال 1936 میلادی بیان کردند که حساسیت دمایی توسط شاخص نفوذ PI تعیین می‌شود. PI توسط نقطه نرمی (آزمون گلوله و حلقه) و نفوذپذیری در 77 درجه فارنهایت و با فرض اینکه نفوذپذیری قیر در این نقطه نرمی 800 باشد، تبیین می‌گردد. مقادیر PI محدوده‌ای از حدود 3- برای قیرها با حساسیت دمایی بالا و تا حدود 7+ برای قیرهای دمیده با حساسیت دمایی پایین دارد. فواید استفاده از تایرهای لاستیکی مستعمل در قیر شامل کاهش تعداد تایرهای ضایعاتی، افزایش انعطاف‌پذیری آسفالت هنگام قرارگیری تحت بارهای سنگین که منجر به کاهش مشکل ترک‌خوردگی و بهبود دوام آسفالت می‌شود و افزایش مقاومت آسفالت در برابر شکست حرارتی در آب‌وهوای سرد و شیار شدگی در آب‌وهوای گرم است.

هضم ذرات تایر در قیر مذاب بر عملکرد مخلوط قیر مؤثر است. دمای اختلاط، زمان اختلاط و مقدار تایر لاستیکی، تأثیر فراوانی بر خواص هضم تایر در قیر مذاب دارد. هدف از مطالعه اخیر یافتن شرایط بهینه برای به دست آوردن حساسیت دمایی بیشینه در قیر اصلاح‌شده با تایر لاستیکی است. مطالعات آزمایشگاهی طوری طراحی‌شده بود که شرایط کاری مطلوب که از عوامل مؤثر بر حساسیت دمایی است، با استفاده از روش تاگوچی به دست آید. یکی از فواید روش تاگوچی نسبت به روش‌های معمول طراحی آزمایش، علاوه بر نگه‌داشتن هزینه‌های آزمایش در سطح پایین، کاهش تنوع در اطراف هدف می‌باشد. از دیگر فواید آن این است که شرایط کاری بهینه تبیین شده در کار آزمایشگاهی را می‌توان اغلب در محیط تولید واقعی اعمال کرد (Bilen و همکاران 2001).

برای مطالعه ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

مواد و روش های مورد استفاده در بهینه‌سازی حساسیت دمایی قیر اصلاح‌شده توسط تایرهای لاستیکی ضایعاتی با استفاده از روش TAGUCHI

مواد و روش‌های آزمون مورداستفاده در اصلاح قیر به‌وسیله نانو سیلیکا

این بخش به توصیف مواد مختلف مورداستفاده در این آزمون پرداخته و همچنین منابع هریک از مواد و روش‌های آماده‌سازی آن‌ها را شرح می‌دهد.

آماده‌سازی مواد و نمونه‌ها

قیر پایه مورداستفاده در این مطالعه از نوع قیر نفوذی AC 60/70 است. سپس این بایندر آسفالت با 2 درصد، 4 درصد و 6 درصد وزنی نانو سیلیکا ترکیب‌شده است. اختلاط به‌وسیله یک مخلوط‌کن برش بالا در 4000 دور در دقیقه و به مدت 2 ساعت انجام پذیرفت. جهت تهیه این مخلوط می‌توان ظرف آلومینیومی را با 260-250 گرم از آسفالت پر کرد و سپس آن را درون بخاری حرارتی قرارداد. هنگامی‌که دمای آسفالت به 180 درجه سانتی گراد رسید، مقدار مشخصی از نانو سیلیکا به آن افزوده‌شده و به مدت 2 ساعت دیگر ترکیب می‌شود. با استفاده از این روش یک نمونه درست نخورده و سه نمونه آسفالت اصلاح‌شده با نانو سیلیکا (NSMA) به دست می‌آید. برای سهولت در اشاره به هریک از نمونه‌ها، آن‌ها را با استفاده از کلمات مخفف NEAT(دست‌نخورده)، NSMA 2%(نمونه تهیه‌شده با 2 درصد وزنی نانو سیلیکا)، NSMA 4% (نمونه تهیه‌شده با 4 درصد وزنی نانو سیلیکا) و NSMA 6% (نمونه تهیه‌شده با 6 درصد وزنی نانو سیلیکا) نام‌گذاری می‌شود. برای اطمینان از آن‌که قطعات و ذرات نانو سیلیکا به‌صورت یکنواخت درون ماتریکس آسفالت پراکنده‌شده باشند از تصویربرداری SEM استفاده‌شده است. تصویربرداری SEM (اسکن میکروسکوپ الکترونی) آسفالت به‌طورکلی برای فهمیدن تغییرات ریزساختارهای نمونه اصلاح‌شده و برای ارزیابی ساختارهای ماتریکس ،مانند پراکندگی فیزیکی ذرات نانو سیلیکا استفاده می‌شود (کاووسی و باغبانی 2014). آنچه به‌وضوح در شکل شماره 1 دیده می‌شود ذرات نانو سیلیکایی است که به‌خوبی در ماتریکس آسفالت پراکنده‌شده‌اند.

شکل 1    تصویربرداری SEM ریزساختارهای نانو سیلیکا، NEAT و آسفالت اصلاح‌شده با نانو سیلیکا در بزرگنمایی 18000. (A (NSMA 2% و(B(NSMA 4%  و (C(NSMA 6%

روند پیرشدگی

تمام نمونه‌های بایندر آسفالت توسط آزمون RTFOT به‌منظور شبیه‌سازی اختلاط داغ در طول فرآیند تولید در کارخانه، تحت پیرشدگی قرار گرفتند. این پیرشدگی جهت ارزیابی تأثیر نانو رس بر حساسیت حرارتی قیر طی 3 مرحله انجام‌گرفته است که شامل:

بدون اعمال پیرشدگی:

ارزیابی مشخصات رفتاری قیر و نانو رس پس از اختلاط به مدت 20 دقیقه

اعمال پیرشدگی کوتاه‌مدت:

ارزیابی مشخصات رفتاری نمونه‌ای که پس از ترکیب شدن درون سینی پخش‌شده و به مدت 2 ساعت در دمای 165 درجه سانتی گراد قرارگرفته است.

اعمال پیرشدگی بلندمدت:

ارزیابی مشخصات رفتاری نمونه‌ای که پس از اختلاط به مدت 12 ساعت در دمای 90 درجه سانتی گراد  قرارگرفته است.

پس از آماده‌سازی نمونه‌ها قیر و نانو سیلیکا، آزمایش‌های درجه نفوذ، نقطه نرمی و خاصیت انگمی بر روی آن‌ها انجام و نتایج در شکل‌های شماره 2 تا 4 نشان داده‌شده است. افزودن نانو سیلیکا به قیر باعث کاهش درجه نفوذ و خاصیت انگمی و افزایش نقطه نرمی قیر می‌شود. نتایج به‌وضوح نشان‌دهنده آن است که با افزایش نانو سیلیکا حساسیت حرارتی قیر کاهش می‌یابد.

شکل 2    تغییرات شاخص پایداری نفوذ متناسب با نوع و مقدار نانو رس

شکل 3    تغییرات شاخص افزایش نقطه نرمی متناسب با نوع و مقدار نانو رس

شکل 4    تغییرات شاخص شکل‌پذیری متناسب با نوع و مقدار نانو رس

خصوصیات رئولوژیکی پویا

در این مطالعه برای اندازه‌گیری مدول و ویسکوزیته ترکیب از دستگاه رئومتر برشی پویا استفاده‌شده است. آزمون خزش برشی مکرر با یک دوره بارگذاری و بازیابی برای هر نمونه انجام‌گرفته است. آزمون خزش تحت دو نوع تنش برشی ثابت 100 و 3200 Pa برای 10 دوره با یک‌بار زمان بارگذاری و 9 بار زمان بازیابی در 50 درجه سانتی گراد انجام‌گرفته است.

طیف‌سنجی تبدیل فروسرخ فوریر (FTIR)

طیف‌سنج مادون‌قرمز را می‌توان در تبیین ساختارهای ارگانیک با شناسایی پیوندهای بین‌اتمی در ترکیبات شیمیایی به کار گرفته شود. پیوندهای شیمیایی در محیط‌های مختلف درشدت ها و فرکانس‌های مختلف جذب خواهند شد. فرکانسی که در آن جذب اشعه مادون‌قرمز به‌عنوان یک پیک نشان داده می‌شود، می‌تواند به‌طور مستقیم در ارتباط با پیوند در ساختار شیمیایی مواد باشد. هر پیوند بین‌اتمی می‌تواند طی حرکات مختلف ارتعاش یابد (کشش و یا خم شدن). جذب کششی معمولاً پیک‌های بزرگ‌تری را ایجاد می‌کند.

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

مباحث و نتایج پیرامون اصلاح خصوصیات قیر با نانو سیلیکا

ایمنی و سلامت در کار با قیر

هیچ‌گونه اثرات مخرب ایمنی و سلامت از در معرض محصولات قیری قرار گرفتن در مراحل نهایی کار با آن مانند روسازی جاده‌ها و عایق‌کاری پشت‌بام شناسایی نشده است. به‌هرحال مواجهه شغلی با قیر و انتشار قیر ممکن است همراه با خطرات بالقوه‌ای باشد که در ادامه مطالب آن را شرح می‌دهیم.

 مخاطرات شغلی

 سوختگی

تماس با قیر مذاب می‌تواند موجب ایجاد سوختگی‌های شدید در چشم و پوست، حتی در مقادیر کوچک شود. لباس‌پوششی کامل (مانند شلوار بلند و پیراهن آستین‌دار) و دیگر تجهیزات حفاظتی مانند دستکش مقاوم در برابر حرارت، عینک ایمنی و ماسک صورت می‌تواند از سوختگی در طول نقل‌وانتقال و کار با قیر جلوگیری کند.

سوزش

تعدادی از ترکیبات منتشرشده از قیر مذاب شامل هیدروژن سولفید ممکن است موجب تحریک و سوزش چشم، پوست و یا دستگاه تنفسی شود. حرارت قیر، انتشار را افزایش داده که می‌تواند مواد حاصل از انتشار در استنشاق و یا تماس باپوست قرار گیرند. حفظ درجه حرارت قیر در کم‌ترین میزان ممکن یکی از راه‌های مهم برای کاهش ایجاد و تولید انتشار مواد قیر بوده و درنتیجه موجب کاهش پتانسیل تحریک و سوزش گردد. کنترل‌های مهندسی بیش‌تر و شیوه کار نیز از عوامل دیگر در کاهش تحریک است.

سرطان

همان‌طور که در بخش قبلی بررسی شد، نفت خام حاوی هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای است که برخی از آن‌ها سرطان‌زا می‌باشند. درحالی‌که بیش‌تر PAH ها در طول فرآیند پالایش به دیگر جریان‌های نفتی تفکیک می‌شوند، به‌طور نسبی غلظت‌های پایینی از PAH باقیمانده در قیر وجود دارد. به همین دلیل قیرها را برای داشتن پتانسیل سرطان‌زا بودن موردتحقیق و بررسی قرار می‌دهند.

اطلاعات منتشرشده حاکی از آن است که قیر خطر سرطان ندارد. سطح کم PAH ها در قیر به‌آسانی جذب نشده و قرار گرفتن در معرض PAH ها از طریق دست زدن به مواد قیری بسیار کم است. پتانسیل سرطان برای انسان‌هایی که در معرض قیر و مواد منتشرشده از آن قرار دارند توسط آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطانی در سال 2011 انجام‌گرفته و در سال 2013 منتشرشده است. ارزیابی کلی پتانسیل سرطان‌زا بودن برای انسان بر پایه یافته‌های سرطانی در انسان، مطالعه سرطان در حیوانات آزمایشگاهی و دیگر اطلاعات مربوطه است.

در آژانس بین‌المللی تحقیقات سرطانی هیچ افزایش ثابتی در سرطان در هر دو مطالعه انجام‌گرفته در مورد اشتغال افراد در کار آسفالت و روسازی و یا مطالعات حیوانی در آن دسته از موجوداتی که با قیر و یا انتشار مواد حاصل از قیر مواجه بودن دیده نشد. مدارک بسیار محدودی برای ابتلا به سرطان در ارتباط با مشاغل عایق‌کاری پشت‌بام و یا آسفالت‌کاری مشاهده‌شده است. در مطالعه حیـوانی عصـاره تغلیـظ شده بخار آسـفالت به‌دسـت‌آمده از نوع ویژه‌ای از قیـرهای عایـق‌کاری (نوع BURA3) نتایج و شواهدی از سرطان بر روی پوست موش دیده‌شده است. یافته‌های کلی در این مورد در جدول شماره 4 ارائه‌شده است. این ارزیابی‌ها به‌صورت کلی بوده و هنوز به‌صورت قطعی نمی‌باشد.

جدول 4    خلاصه ای از ارزیابی های آژانس بین المللی تحقیقات سرطانی

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

اثر هیدروژن سولفید و نفتالین در ایمنی و سلامت کار با قیر

فرآورده‌های حاصل از اختلاط قیر با مواد غیر قیری

محصولاتی که با استفاده از اختلاط قیر با مواد و ترکیبات غیری قیری به دست می‌آید را می‌توان با عنوان قیرهای اصلاح‌شده طبقه‌بندی کرد. روش‌های اصلاح جهت بهبود خصوصیات قیر برای به دست آوردن ویژگی‌های نهایی موردنظر برای بیش‌تر قیرها مورداستفاده قرار می‌گیرد. تکنیک‌های اصلاح در درجه اول به عملکرد دلخواه و موردنظر محصول نهایی و خصوصیات فرآورده بستگی دارد. مثال‌هایی از فرآورده‌های قیری اصلاح‌شده ممکن است شامل موارد زیر باشد ولی محدود به این سه‌طبقه بندی کلی نیست:

• افزودن پرکننده‌های ویژه و یا عامل گسترش

• اصلاح شیمیایی

• اصلاح پلیمری

قیر کات بک (Cutback Bitumen) و قیر سیال شده (Fluxed Bitumen)

محصولی است که در آن ویسکوزیته به‌وسیله افزودن کنترل‌شده حلال‌های فرار مانند نفتا، نفت سفید، بنزین و یا گازوئیل کاهش و یا تقلیل یافته است. درنتیجه در دماهای خیلی سرد به‌صورت مؤثرتری نفوذ کرده و یا افشانندگی بهتری را نسبت به قیر دست‌نخورده دارد. مواد و حلال‌های مورداستفاده در قیر کات بک بعد از بکار گیری تبخیر شده و باعث می‌شود که مواد باقیمانده سختی مشابهی نسبت به قیر اصلی داشته باشند. حلال قیر کات بک یک منحنی انحلال نسبتاً محدودی دارد (قیر پایه مورداستفاده از نوع 80/100 است). ویسکوزیته قیر کات بک به‌طورکلی کم‌تر از قیر سیال شده است. زمینه‌های کاربری آن‌ها تابعی از این ویژگی‌ها است. کات بک به‌عنوان لایه‌ای اشباع برای یک یا دو سطح و لایه زبر، روکش سرد مواد و تقلیل مقدار قیر موردنیاز برای امولسیون سازی کاربرد دارد. از قیر سیال شده جهت پوشش سطوح در جاده‌ها و بزرگراه‌های پرترافیک استفاده می‌شود. قیر سیال شده به‌طورکلی با استفاده از یک نسبت از حلال‌های نفتی غیر فرار که نرمی قیر را بدون افزایش نوسانات آن زیاد می‌کند، ساخته می‌شود. منحنی انحلال قیر سیال شده نسبت به قیر کات بک گسترده‌تر بوده به صورتی که قیر پایه مورداستفاده در آن ازلحاظ نفوذپذیری در گستره‌ای از گرید 40/50 تا گرید 180/220 قرار دارند.

امولسیون قیری

امولسیون پراکندگی از یک مایع غیرقابل امتزاج در دیگری است که توسط امولسیفایر (ماده امولسیون کننده) پایدار می‌شود. در انواع معمول امولسیون‌های قیری، قیر در آب پراکنده‌شده و امولسیون توسط یک عامل با سطح‌فعال (سورفکتانت) که با نسبت مناسب بکار گرفته‌شده است پایدار می‌شود. قطرات پراکنده‌شده ممکن است بسته به نوع سورفکتانت بکار برده شده دارای بار الکتریکی مثبت، منفی و یا بدون بار باشند. بایندر نیز می‌تواند یک قیر، کات بک و یا یک قیر اصلاح‌شده باشد. درنتیجه امولسیون‌های قیر را می‌توان در سه دسته تقسیم‌بندی کرد:

• کاتیونی با گلبول‌های شارژ شده مثبت

• آنیونی با گلبول‌های شارژ شده منفی

• غیر یونی با گلبول‌های خنثی

درجات اصلی امولسیون‌های قیری به‌صورت زیر طبقه‌بندی می‌شود:

شکل 8    گریدهای مختلف امولسیون‌های قیری

اصلاح شیمیایی

اصلاح شیمیایی اغلب برای کسب خصوصیات و عملکرد ویژه مورداستفاده قرار می‌گیرد. روش‌های شیمیایی شامل:

• ترویج کننده چسبندگی (به‌طور مثال مشتقات آمین چرب، ایمیدازولین)

• ترکیبات فسفری (مانند پنتا اکسید فسفر، پلی فسفریک اسید)

• گوگرد عنصری

• انیدرید مالئیک

• سیستم‌های مخلوط گرم (به‌طور مثال به‌کارگیری سورفکتانت و یا افزودن روان کننده‌های شیمیایی)

پلیمر و اصلاح‌کننده‌های لاستیکی

اصلاح پلیمری به دلایل زیادی به‌طور گسترده با استفاده از افزودن پلیمر به قیر مورداستفاده قرار می‌گیرد. از ابتدای قرن بیستم از پلیمرهای طبیعی و مصنوعی برای بهبود خواص قیر استفاده‌شده است. از بسیاری از پلیمرها در جهت بهبود و بالا بردن خصوصیات قیر استفاده‌شده است که شامل:

• پلیمرهای طبیعی (مانند لیگنین)

• پلیمرهای ترموپلاستیک (مانند پلی‌پروپیلن، پلی‌اتیلن، اتیلن ونیل استات)

• الاستومرها (مانند لاستیک طبیعی، لاستیک مصنوعی، پلی بوتادین، لاستیک بوتیل)

• الاستومرهای ترموپلاستیک (مانند کوپلیمرهای بلوکی استایرن، ترکیبات پلی الیفین، پلی اورتان های ترموپلاستیک)

• تایرهای لاستیکی (مانند تایرهای کارکرده بازیافت شده)

از لیست ارائه‌شده در بالا از الاستومرهای ترموپلاستیک به‌طور گسترده‌ای در اصلاح خواص قیر استفاده می‌شود. این فرآورده‌ها به‌طورکلی منجر به افزایش سختی قیر در دماهای بالا و کاهش شکنندگی آن در دماهای پایین با القاء خاصیت لاستیکی به قیر می‌شوند. درنتیجه بهترین ترکیب را برای کسب خصوصیات دلخواه موردنظر بسته به نوع استفاده را ارائه می‌دهند. از پلیمرها در محدوده‌ای از 1 درصد تا سطح بهینه 3 درصد و در برخی از موارد به مقدار 7 درصد از وزن کل بایندر برای اصلاح خواص قیر استفاده می‌شود.

تایرهای لاستیکی برای حدود سی سال است که در محدوده‌ای بین 5 درصد تا 20 درصد وزنی بایندر بسته به خصوصیات هدف‌گذاری شده مورداستفاده قرارگرفته‌اند.

پرکننده‌ها و عوامل گسترده کننده

افزودن پرکننده‌های ویژه و یا عوامل گسترده کننده احتمالاً قدیمی‌ترین روش اصلاح قیر مورداستفاده برای بهبود ویژگی‌های گرانروی و سفتی قیر است و شامل مواد افزودنی زیر است:

• پرکننده‌های معدنی (مانند سنگ‌آهک، خاکستر و رس)

• ترویج کننده‌های چسبندگی (مانند آهک هیدراته)

• الیاف (مانند الیاف طبیعی سلولز و الیاف مصنوعی پلی‌پروپیلن)

• قیرهای طبیعی (مانند آسفالت دریاچه‌ای ترینیداد و گیلسونایت)

• مواد آسفالتی بازیافتی (مانند آسفالت روسازی بازیافت شده)

• واکس‌ها (مانند واکس‌های مصنوعی با عنوان Fisher-Tropsch ، واکس طبیعی مانند مونتان و مشتقات آمید مانند اتیلن بیس-استرامید)

• بایندر زیستی

• سیستم‌های مخلوط گرم (مانند واکس‌های طبیعی و مصنوعی)

• محصولات حاصل از بازیافت روغن‌های مصرف‌شده

• سولفور

برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:

خصوصیات فیزیکی و ترکیب‌بندی شیمیایی قیر