استفاده از پلیمرهای ضایعاتی برای اصلاح قیر
مقدمه
قیر به‌عنوان یک ماده سیمان مانند بارنگ قهوه‌ای تیره تا مشکی که ترکیبات تشکیل‌دهنده آن در دو گروه اصلی مالتن ها و آسفالتن ها تقسیم‌بندی می‌شود، توصیف می‌گردد. آسفالتن ها اجزاء تیره‌رنگ قیر است که در هپتان نرمال نامحلول بوده و بیش‌ترین قطبیت و وزن مولکولی رادارند، درصورتی‌که مالتن ها در این حلال محلول بوده و از مواد اشباع، آروماتیک‌ها و رزین‌ها تشکیل‌شده‌اند (2009 Lesueur)
بایندرهای قیری استفاده گسترده‌ای در برنامه‌های کاربردی ساخت‌وساز که به‌طور عمده شامل آسفالت جاده‌ها، ضد آب‌کردن، عایق پشت‌بام، درزگیری و غیره هست. به‌طورکلی یک بایندر باید به مقدار کافی انعطاف‌پذیر باشد و دارای مقاومت در برابر تنش‌های ناگهانی بوده و در طول فصل زمستان و در دماهای پایین ترک نخورند. همچنین باید در برابر تغییر شکل دائمی و یا جریان ویسکوز در دماهای سرویس مقاوم باشد. در این راه، قیر باید در برابر فشار بارهای ترافیکی و همچنین عملیات روسازی در دماهای پایین و در برابر انقباض‌ها و انبساط‌ها در کاربری آن برای عایق پشت‌بام مقاوم باشد.
به‌منظور رسیدن به خصوصیات مکانیکی موردنظر، قیرها معمولاً با استفاده از پلیمرهای نو و دست‌نخورده به‌منظور ایجاد تغییرات در ماهیت رئولوژیکی شان اصلاح می‌شوند. استفاده گسترده از پلاستیک و لاستیک در تمام بخش‌های صنعت، کشاورزی و همچنین زندگی روزمره منجر به افزایش روزافزون تولید ضایعات پلیمری شده که یک مشکل زیست‌محیطی مهم را ایجاد می‌کند. بازیافت مواد پلیمری پسامصرفی و پساصنعتی و استفاده مجدد آن‌ها در صنعت می‌تواند یک‌راه پایدار برای حل نگرانی‌های زیست‌محیطی و ارائه منابع بازیافتی کم‌هزینه باشد. به‌هرحال، استفاده مجدد از پلیمرهای بازیافتی از پتانسیل بسیار محدودی برخوردار است. در حال حاضر به‌طور میانگین فقط 7 درصد از آن‌ها برای تولید پلاستیک درجه پایین بازیافت می‌شوند (Mastral و همکاران 2001).
در این زمینه، روش‌های جدیدی برای کمک به از بین بردن این مشکلات در حال بررسی است. بدین ترتیب ازنقطه‌نظر مسائل محیط زیستی و اقتصادی، استفاده از مواد پلیمری بازیافتی در گسترش و توسعه اصلاح آسفالت‌ها یک راهکار مناسب می‌باشد که در آن مخلوط باقیمانده ممکن است عملکرد مشابه با آن دسته از مخلوط‌ها که حاوی پلیمرهای نو و دست‌نخورده‌اند داشته باشد (Garcia-Morales و همکاران 2004).
به‌طورکلی، ممکن است دو گروه اصلی برای پلیمرهای بازیافتی در نظر گرفته شود:
پلیمرهای بازیافتی Termoplastic (گرمانرم) و پلیمرهای بازیافتی Termosetting (گرماسخت). در اینجا ما بر روی موارد جالب جزئی اصلاح قیر که می‌تواند خصوصیات مکانیکی بایندر باقیمانده را بهبود بخشد تمرکز می‌کنیم. پلیمرهای ترموپلاستیک بازیافتی مختلف که به‌طور موفقیت‌آمیزی برای اصلاح قیر جهت اهداف روسازی استفاده‌شده‌اند شامل: پلی‌اتیلن (Gonzales و همکاران 2002)، پلی‌پروپیلن (Murphy و همکاران 2000) و EVA Garcia-Moralesوهمکاران 2006 است. مشخص‌شده که افزودن چنین پلیمرهایی به قیر باعث افزایش و بهبود خصوصیات آن‌ها، بهبود مقاومت حرارتی، الاستیسیته و چسبندگی قیر می‌شود (Airey 2002 ).
در پلیمرهای گرماسخت، خرده تایرهای لاستیکی (CTR) که می‌توانند تا سال‌ها ثابت باقی بمانند، مهم‌ترین اصلاح‌کننده در این رده می‌باشند؛ بنابراین، خرده تایرهای لاستیکی اصلاح‌کننده قیر (CTRMB) با استفاده از روش مرطوب تولیدشده و بایندر باقیمانده تا زمان اختلاط با ذرات و دانه‌های معدنی ذخیره می‌شود. روش دیگر هم که در اینجا مورداستفاده قرارگرفته روش خشک می‌باشد که در آن خرده لاستیک‌ها به‌عنوان یک جز از ذرات و دانه‌ها به مخلوط مذاب اضافه‌شده و در آن شروع به تورم می‌کنند. اگرچه روش خشک باعث افزایش مقاومت مخلوط در برابر شیار شدگی در دمای حد واسط می شود ولی نمی‌تواند ترک‌خوردگی در دماهای پایین را مهار کند. در مقابل، بایندر تهیه‌شده توسط روش مرطوب دارای مقاومت بالا در برابر ترک‌خوردگی و شیار شدگی است (Navarroو همکاران 2002). همان‌طور که در منابع مختلف گزارش‌شده، بهبود عملکرد آسفالت به عوامل زیادی مانند اندازه قطعات خرده لاستیک ، مشخصات سطحی قطعات لاستیکی، شرایط ترکیب، شیوه‌ای که در آن خرده لاستیک‌ها د ولکانیزه می‌شوند و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی قیر با توجه به منبع قیر بستگی دارد (Bahai1994 و Davies،Navarro و همکاران 2008-2002).
این فصل برخی از جزئیات نتایج تجربی و آزمایشگاهی قیر اصلاح‌شده توسط چند پلیمر بازیافتی گرمانرم (PE،PP،EVA) از منابع صنعتی و کشاورزی و خرده تایرهای لاستیکی به‌عنوان پلیمرهای گرماسخت را ارائه می‌کند. علاوه براین، تأثیرات هردو نوع از اصلاح‌کننده‌ها هنگامی‌که به‌طور مشترک برای اصلاح قیر استفاده می‌شوند مورد تحلیل و بررسی قرار می‌دهیم. نخست بر روی تأثیر شرایط فرایند ازجمله ویژگی‌های دستگاه، زمان و درجه حرارت فرایند اختلاط و ویژگی‌های ریزساختاری و رئولوژیکی قیر اصلاح‌شده باقیمانده تمرکز می‌کنیم.
برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:
فرآوری قیر اصلاح‌شده به‌وسیله پلیمرهای ضایعاتی گرمانرم (Termoplastic)
