مطالعه خواص رئولوژیکی قیر اصلاح‌شده با خرده تایر و ارتباط آن با حساسیت دمایی-بخش هفتم

Share

مطالعه خواص رئولوژیکی قیر اصلاح‌شده با خرده تایر و ارتباط آن با حساسیت دمایی-بخش هفتم

خواص رئولوژی به‌عنوان تابعی از نقطه نرمی

برای بررسی رابطه بین خواص رئولوژی و نقطه نرمی، پارامترهای DSR (مدول برشی پیچیده *G، مدول ذخیره‌سازی ’G، مدول اتلاف ”G و زاویه فازی δ) همان‌طور که به ترتیب در اشکال شماره 23 تا 26 نشان داده‌شده، تبیین شده است.

همان‌طور که در اشکال شماره 23 تا 25 ارائه‌شده، نتایج نشان‌دهنده افزایش در مدول برشی پیچیده، مدول ذخیره‌سازی و مدول اتلاف هم‌زمان با افزایش نقطه نرمی است. نتایج وجود یک رابطه خطی بین مدول برشی پیچیده *G، مدول ذخیره‌سازی ’G، مدول اتلاف ”G با نقطه نرمی را با ضریب همبستگی بالا به اثبات رساند (R2 بیش‌تر از 0/92)؛ بنابراین افزایش در مدول برشی پیچیده *G، مدول ذخیره‌سازی ’G و مدول اتلاف ”G با افزایش در نقطه نرمی همراه است. همچنین مشاهده‌شده که مقدار بالای خرده تایر اصلاح‌کننده (CRM) با مقدار بالای مدول برشی پیچیده *G، مدول ذخیره‌سازی ’G، مدول اتلاف ”G و نقطه نرمی همراه است؛ بنابراین بایندر اصلاح‌شده نرم‌تر بوده و حساسیت کم‌تری در برابر تغییر شکل دائمی و شیار شدگی دارد.

همان‌طور که در شکل شماره 26 مشاهده می‌کنید، نتایج نشان‌دهنده کاهش در زاویه فازی (δ) در هنگام افزایش نقطه نرمی است. کاهش در زاویه فازی مشخص کرد که بایندر اصلاح‌شده الاستیک تر بوده و ویسکوزیته کم‌تری دارد که این تغییرات منجر به بهبود مقاومت در برابر تغییر شکل جریانی در دماهای بالا می‌شود. نتایج هم‌چنین نشان‌دهنده وجود یک رابطه قابل‌توجه بین زاویه فازی و نقطه نرمی با ضریب همبستگی بالا است (R2=0/95).

خواص رئولوژی

شکل 23   ارتباط بین مدول برشی پیچیده و نقطه نرمی

خواص رئولوژی

شکل 24   ارتباط بین مدول ذخیره‌سازی (بخش الاستیک) و نقطه نرمی

خواص رئولوژی

شکل 25   ارتباط بین مدول اتلاف (بخش ویسکوز) و نقطه نرمی

خواص رئولوژی

شکل 26   ارتباط بین زاویه فازی و نقطه نرمی


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

مطالعه خواص رئولوژیکی قیر اصلاح‌شده با خرده تایر و ارتباط آن با حساسیت دمایی-بخش هشتم


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

مطالعه خواص رئولوژیکی قیر اصلاح‌شده با خرده تایر و ارتباط آن با حساسیت دمایی

مطالعه خواص رئولوژیکی قیر اصلاح‌شده با خرده تایر و ارتباط آن با حساسیت دمایی-بخش اول

Share

مطالعه خواص رئولوژیکی قیر اصلاح‌شده با خرده تایر و ارتباط آن با حساسیت دمایی-بخش اول

مقدمه

یکی از معضلات اساسی در آلودگی‌های زیست‌محیطی افزایش مقدار تایرهای ضایعاتی و مشکلات ناشی  از انباشت آن‌ها در محیط‌زیست است. به‌عنوان تلاشی در جهت کاهش بزرگی این مشکل، استفاده از خرده تایرهای اصلاح‌کننده (CRM) به‌دست‌آمده از تایرهای ضایعاتی از جذابیت کافی در اصلاح آسفالت برخوردار هستند. به‌طورکلی خصوصیات عملکردی و رئولوژیکی بایندر قیر لاستیکی تحت تأثیر شرایط ترکیب و مقدار خرده تایر قرار دارد. قیر یک ماده نیمه جامد تیره‌رنگ است که از تقطیر جوی و تقطیر در خلاء نفت خام در طول فرآیند پالایش به دست می‌آید. به علت دارا بودن چسبندگی ویسکوالاستیک گرمانرم و همچنین قدرت پیوند خوب و خاصیت ضدآبی از این ماده برای ساخت آسفالت جاده‌ها و بزرگراه‌ها استفاده می‌شود.

مطالعات نشان داده که خصوصیات رئولوژیکی بایندر به‌شدت به رفتار کلوئیدی قیر وابسته است. علاوه بر این طی مطالعات قبلی گزارش‌شده که افزایش در هریک از مواد تشکیل‌دهنده قیر موجب تغییرات در ساختار و رفتار رئولوژیکی قیر می‌شود. بنابراین، قیر با نسبت بالای آسفالتن / رزین ایجاد یک ساختار شبکه‌ای با سختی و الاستیسیته بیش‌تر (زاویه فازی پایین و مدول برشی پیچیده بالا) می‌کند. برخلاف آن قیر با نسبت بالای رزین / آسفالتن منجر به بروز رفتار ویسکوز بالا در قیر می‌شود.

رئولوژی مطالعه تغییر شکل و جریان مواد است. یک شاخه علمی است که به بررسی تمام جنبه‌های تغییر شکل موادی که تحت تأثیر تنش خارجی قرار دارند مربوط می‌شود. قیر دارای یک رفتار منحصربه‌فرد است که به میزان بار اعمالی و نرخ بارگذاری بستگی دارد. علاوه بر این درجه حرارت نیز عاملی است که می‌تواند با نرخ بارگذاری همبستگی داشته باشد. در دمای بالا و یا نرخ پایین بارگذاری، قیر به ماده‌ای ویسکوز تبدیل می‌شود. در دمای پایین و یا نرخ بارگذاری بالا قیر به ماده‌ای با الاستیسیته بالا تبدیل می‌شود. به‌هرحال در دمای حد واسط، قیر دارای دو ویژگی متفاوت است (به‌طور مثال یک جامد الاستیک و یا یک ماده ویسکوز). مطالعه رئولوژی قیر یک پدیده مهم برای مشخص کردن رفتار دینامیکی مکانیکی بایندر است. تحقیقات پیشین نشان داده که سازوکار اصلی واکنش قیر-لاستیک شامل متورم شدن ذرات لاستیک به دلیل نفوذ روغن‌های سبک به درون آن و سخت‌تر شدن بایندر باقیمانده است.

طبق مطالعات انجام‌گرفته، قیر با مقدار بالای خرده تایر (CR) دارای ویسکوزیته بالایی در دمای 135 درجه سانتی‌گراد است که این امر می‌تواند باعث بهبود خواص شیار شدگی شود. همچنین مشاهده‌شده که افزایش میزان خرده تایر باعث تولید قیر لاستیکی با ویسکوزیته بالا و انعطاف‌پذیری پایین می‌شود. به‌هرحال برای مقدار مطلوب خرده تایر، اندازه خرده تایر و مقدار بایندر آسفالت را باید از قبل تعیین کرد. اعتقاد بر این است که واکنش فیزیکی-شیمیایی بین قیر و ذرات خرده تایر رخ‌داده و منجر به تغییر اندازه مؤثر و خواص فیزیکی قطعات تایر شده که درنتیجه بر عملکرد آسفالت تأثیرگذار است. مقدار بالای خرده تایر نیز منجر به بهبود خواص فیزیکی و رئولوژیکی بایندر قیری اصلاح‌شده از طریق افزایش مقاومت در برابر شیار شدگی و بازیابی کشسان آن می‌شود.


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

مطالعه خواص رئولوژیکی قیر اصلاح‌شده با خرده تایر و ارتباط آن با حساسیت دمایی-بخش دوم


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

مطالعه خواص رئولوژیکی قیر اصلاح‌شده با خرده تایر و ارتباط آن با حساسیت دمایی

بررسی عملکرد قیر اصلاح‌شده با هیدروکسیدهای دولایه ای در برابر پیرشدگی براثر اشعه فرابنفش-بخش سوم

Share

بررسی عملکرد قیر اصلاح‌شده با هیدروکسیدهای دولایه ای در برابر پیرشدگی براثر اشعه فرابنفش-بخش سوم

مواد و روش آزمایش

1-  مواد:

قیر نفوذی با گرید 80/100 تولیدشده توسط شرکت SK کره جنوبی برای این آزمون مورداستفاده قرار گرفت. هیدروکسیدهای دولایه‌ای (LDHs) مورداستفاده در آزمون، ساخت شرکت شیمیایی Ruifa واقع در ژیانگیاین چین بود. فرمول شیمیایی هیدروکسیدهای دولایه‌ای Mg6Al2(OH)16CO3]·4H2O] است. اندازه ذرات هیدروکسیدهای دولایه‌ای در جهت محور a و محور b برابر با 2 میکرومتر و اندازه این ذرات در جهت محور c برابر با 0/075 می‌باشد.

2-  آماده‌سازی قیر اصلاح‌شده با هیدروکسیدهای دولایه‌ای:

قیر اصلاح‌شده با هیدروکسیدهای دولایه‌ای با استفاده از یک مخلوط‌کن برشی بالا تهیه‌شده است. ابتدا قیر را درون مخلوط‌کن تا دمای 150 درجه سانتی گراد حرارت داده. سپس به ترتیب مقدار 3 درصد وزنی و 5 درصد وزنی هیدروکسیدهای دولایه‌ای را به آن اضافه می‌کنیم. سرانجام، مخلوط‌کن با سرعت 4000 دور در دقیقه برای مدت حدود 60 دقیقه برای حصول اطمینان از پراکنده شدن هیدروکسیدهای دولایه‌ای درون قیر، آن‌ها را باهم مخلوط کرد. هم‌چنین قیر تازه و دست‌نخورده نیز به همان روش به‌عنوان نمونه شاهد تهیه گردید.

3-   روش پیرشدگی:

ابتدا آزمون گرمخانه فیلم نازک (TFOT طبق استاندارد ASTM D1754/D1754M-09) بر روی بایندر به‌منظور شبیه‌سازی فرآیند پیرشدگی اعمال شد. سپس نمونه پیر شده در گرمخانه، تحت تابش اشعه فرابنفش جهت اعمال پیرشدگی قرار گرفت. چرخه و مدت‌زمان تابش اشعه در این فرآیند به مدت 9 روز بود.

4-   آزمون خواص فیزیکی:

خواص فیزیکی قیر شامل نقطه نرمی و نفوذپذیری (در 25 درجه سانتی گراد) به ترتیب طبق استاندارد ASTM D36 و ASTM D5 مورد آزمایش قرار گرفت. دستگاه ویسکومتر بروکفیلد (مدل +DV- II) برای اندازه‌گیری چگالی قیر طبق استاندارد ASTM D4402 به کار گرفته شد.

5-  آنالیز ترکیب‌بندی شیمیایی:

ترکیب‌بندی شیمیایی نمونه شاهد و نمونه اصلاح‌شده با 5 درصد وزنی هیدروکسیدهای دولایه‌ای طبق استاندارد ASTM D4124-2009 اندازه‌گیری شد. محاسبه مقدار ترکیب‌بندی شیمیایی قیر اصلاح‌شده با هیدروکسیدهای دولایه‌ای بر پایه مقدار واقعی قیر است که در آن افزودن LDH ها در محاسبات در نظر گرفته نمی‌شود.

6-   آنالیز طیف‌سنجی تبدیل فوریر فروسرخ (FTIR):

طیف‌سنج تبدیل فوریر فروسرخ مدل (Nexus ساخت شرکت Thermo Nicolet) برای ثبت طیف نمونه شاهد و نمونه اصلاح‌شده با 5 درصد وزنی هیدروکسیدهای دولایه‌ای قبل و بعد از پیرشدگی مورداستفاده قرار گرفت. هم‌چنین ترکیب‌بندی شیمیایی آن‌ها نیز طبق فرآیند فوق به دست آمد. تمام طیف‌ها در محدوده طول‌موج بین 400-4000 cm-1 بود. اسکن‌ها به تعداد 64 مورد و وضوح طیف به میزان 4cm-1  بود.


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

بررسی عملکرد قیر اصلاح‌شده با هیدروکسیدهای دولایه ای در برابر پیرشدگی براثر اشعه فرابنفش-بخش چهارم


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

بررسی عملکرد قیر اصلاح‌شده با هیدروکسیدهای دولایه ای در برابر پیرشدگی براثر اشعه فرابنفش