مباحث و نتایج پیرامون اصلاح خصوصیات قیر با نانو سیلیکا

مباحث و نتایج پیرامون اصلاح خصوصیات قیر با نانو سیلیکا

مشخصات فیزیکی بایندر آسفالت

خصوصیات فیزیکی پایه

تأثیر اصلاح‌کننده نانو سیلیکا بر روی خصوصیات رئولوژیکی بایندرهای آسفالت مرسوم را می‌توان در جدول شماره 1 مشاهده کرد. کاهش در مقدار نفوذپذیری و افزایش در مقدار نقطه نرمی در هنگام افزودن نانو سیلیکا به مخلوط بایندر آسفالت دیده می‌شود. مشاهده‌شده که تمام نمونه‌های آسفالت اصلاح‌شده با نانو سیلیکا دارای نفوذپذیری کم‌تر و نقطه نرمی بیش‌تر نسبت به نمونه‌های اصلاح‌نشده هستند. این امر به‌نوبه خود می‌تواند منجر به بهبود و ارتقاء سفتی و انعطاف‌پذیری بایندر آسفالت شود. به‌هرحال، نتیجه آزمون شکل‌پذیری نشان‌دهنده یک‌روند کاهشی در حضور نانو سیلیکا است. این می‌تواند به حضور سطح ویژه بالا در نانو سیلیکا نسبت داده شود که منجر به کاهش جذب آسفالت می‌شود.

جدول 1    خصوصیات متعارف بایندر آسفالت دست‌نخورده و اصلاح‌شده با نانو سیلیکا

ثبات ذخیره‌سازی

نتایج ثبات ذخیره‌سازی در جدول شماره 2 فهرست شده است. تفاوت میان نقاط نرمی برای ارزیابی پایداری نمونه‌های اصلاح‌شده استفاده‌شده است. پایداری هنگامی قابل‌قبول تلقی می‌شود که تفاوت بین نقطه نرمی نمونه‌های گرفته‌شده از قسمت بالا و پایین نمونه، کم‌تر از 2/5 درجه سانتی گراد باشد. جدول شماره 2 نقطه نرمی قسمت بالا و پایین نمونه و تفاوت بین آن‌ها را نشان می‌دهد. آنچه می‌توان از جدول شماره 2 مشاهده کرد این است که تفاوت میان نقطه نرمی در قسمت بالا و پایین تمامی نمونه‌ها کم‌تر از 2/5 درجه سانتی گراد است. این نشان می‌دهد که نمونه اصلاح‌شده با نانو سیلیکا، ثبات ذخیره‌سازی مناسبی دارد؛ بنابراین افزودن نانو سیلیکا به آسفالت، اثر منفی را بر پایداری ذخیره‌سازی نمونه‌های اصلاح‌شده ندارد.

جدول 2    ثبات پایداری بایندر آسفالت دست‌نخورده و بایندر آسفالت اصلاح‌شده با نانو سیلیکا

خواص رئولوژیک پویا

فرکانس رفت‌وبرگشت

رابطه بین فرکانس و دمای ایجاد بر اساس اصل برهم نهش دما-زمان (TTSP) مشخص می‌شود. این اصل اجازه می‌دهد که خصوصیات رئولوژیکی بایندر آسفالت را برای بیش از یک طیف فرکانس گسترده تخمین زده شود. در شکل شماره 5 مدول ترکیب (*G) و مقادیر زاویه فازی (δ) به شکل یک نمودار سیاه ارائه‌شده است. نمودار سیاه، ابزار تصویری برای آنالیز اطلاعات و داده‌های رئولوژیک برای شناسایی اختلافات ممکن در نتایج آزمایشگاهی ارائه کرده و برای تائید درجه حرارت زمان تعادل در مواد حرارتی رئولوژیکی ساده مناسب است (Airey 2002). منحنی نمودار سیاه متناظر با هر بایندر آسفالت روند یکنواختی دارد. به‌وضوح قابل‌مشاهده است که نمونه با غلظت بیش‌تر نانو سیلیکا، مدول ترکیب پایین‌تری در زاویه فازی بالاتر و مدول ترکیب بالاتری در زاویه فازی پایین‌تر دارد. پیرشدگی RTFO به‌آرامی در تمامی منحنی‌ها به سمت زاویه فازی کم‌تر جابجا می‌شود که درنتیجه یک تغییر را در رفتار رئولوژیک نشان می‌دهد. علاوه براین مقایسه نمودار سیاه برای پیر نشده و پیر شده نشان می‌دهد، نمونه‌ای که دارای غلظت بیش‌تری از نانو سیلیکا است حساسیت کم‌تری به پیرشدگی اکسیداتیو دارد.

شکل 5    نمودار سیاه بایندر آسفالت در 30 درجه سانتی گراد، (A) بایندر آسفالت اصلاح‌شده و بایندر دست‌نخورده پیر نشده. (B) بایندر آسفالت اصلاح‌شده و بایندر دست‌نخورده پیر شده

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

مباحث و نتایج پیرامون اصلاح خصوصیات قیر با نانو سیلیکا