قير براي هزاران سال است كه مورداستفاده قرارگرفته است و اهميت آن به‌عنوان يك ماده مهندسي ، روزبه‌روز در حال افزايش می‌باشد. در حال حاضر علاقه به اصلاح قير طبیعي با استفاده از پليمرها چه آن دسته از پليمرهاي بكر و چه آن دسته از ضايعات پليمري و پليمرهاي بازيافتي تشديد شده است. به‌خصوص در دو دهه گذشته تعداد گروه‌های علمي كه در مورد قير اصلاح‌شده با پليمر مطالعه و تحقيق می‌کنند در حال افزايش بوده و متناظر با آن متون منتشرشده در اين زمينه نيز افزایش‌یافته است. در ابتدا محققيني كه در مورد پليمرهاي اصلاح‌کننده قير مطالعه می‌کردند بر روي خواص مهندسی و همچنين اندازه‌گیری تجربي مانند پيري و نقطه نرمي قير متمرکزشده بودند.
به‌هرحال در سالهاي گذشته مجموعه‌ای از تکنیک‌های مختلف براي مطالعه تأثیرات اضافه كردن پلیمرها بر روی طيفي از خصوصيات قير ، مورفولوژی پليمر– قير و تعاملات پليمر–قير به كار گرفته‌شده است. بيشتر متون منتشرشده در اين زمينه صرفاً تمايل دارند كه در مورد موضوع خود قير متمرکزشده و توجه بيشتري هم در مورد مقوله پليمرهاي اصلاح‌کننده قير داشته باشند.
ازاین‌رو انگيزه براي تألیف اين كتاب گردآوري مقالات مؤلفین اصلی دو تا سه دهه گذشته و بررسي آن‌ها در يك كتاب است. درنتیجه اين كتاب می‌تواند پوشش جامع و عميقی را در مورد علوم و تکنولوژی‌های پليمرهای اصلاح‌کننده قير ارائه دهد.
پليمرهاي اصلاح‌کننده قير امولسیونی
چكيده:
پليمر اصلاح‌کننده قير امولسیونی (PMBEs) نوع ویژه‌ای از امولسیون‌های قيري هستند. چندين راه براي آماده كردن PMBEsها وجود دارد. يكي از اين راه‌ها امولسيفاي كردن يك PMB است. راه ديگر ، افزودن لاتكس به امولسیون قيري هم قبل از آسياب كلوئيدي و هم بعدازآن است. در همه موارد نتيجه افزودن PMBE بهبود خصوصيات رئولوژیکی باقی‌مانده بعد از شكست است.
طراحي و توليد هر يك از امولسیون‌ها متمايز بوده و توليد آن نسبت به امولسیون‌های قيري اصلاح‌نشده متفاوت می‌باشد. مخصوصاً امولسیون‌های PMB كه توليد آن بسيار سخت‌تر از امولسیون‌های قيري اصلاح‌نشده است. به‌هرحال PMBEsها در بعضي ویژگی‌ها با امولسیون‌های اصلاح‌نشده يكسان هستند ؛ رفتار شكست آن‌ها معمولاً شبیه هم بوده با اين امكان كه براي امولسيون لاتكس اصلاح‌شده،كنترل مورفولوژي به‌منظور به دست آوردن فاز پيوسته غني از پليمر به محتواي پليمر با مقدار كمتر از 2 تا 3 درصد وزنی قير احتیاج است. درصورتی‌که اين نوع از مورفولوژی‌ها فقط می‌تواند در فرآيندهاي گرم با استفاده از محتوي پليمري حدود 6درصد وزن به دست آيد.
PMBEsها براي چندين دهه است كه به‌طور موفقیت‌آمیزی در پروژه‌های جاده‌سازی استفاده می‌شوند. آن‌ها نشان‌دهنده کلاس بالايي از كارايي بايندر براي استفاده در بزرگراه‌های پرترافیک می‌باشد.
معرفی
قير امولسيونی متداول‌ترین بايندر استفاده‌شده در تكنيك سنگفرش كردن سرد می‌باشد. اين تكنيك به‌عنوان يك روش ساخت‌وساز سازگار با محیط‌زیست معرفی‌شده است.
زیرا باعث كاهش هزینه‌هایی انرژي به خاطر دماي عملياتي پايين شده و علاوه بر آن استفاده از ذرات نم‌دار،كاهش دوده و كاهش انتشار ذرات گازهاي گلخانه‌ای به جو ، از دلايلي است كه اين تكنيك را سازگار با محیط‌زیست معرفی می‌کند.
همان‌طور كه توسط فدراسیون بین‌المللی اندازه‌گیری‌های امولسیون قير اعلام‌شده است ، توليد يك مخلوط آسفالت اصلاح‌نشده معمولاً چيزي در حدود 21 كيلوگرم CO2 در هر تن وارد جو كرده و هزینه‌های انرژي در حدود 277 MJ/T است.درصورتی‌که توليد مخلوط آسفالت سرد فقط در حدود 3 كيلوگرم CO2 در هر تن ، وارد جو كرده و هزينه انرژي آن در حدود 36 MJ/T است.
به‌عنوان یک نتیجه ، آن‌ها اساساً در یک محدوده کم مورداستفاده قرارگرفته و عمدتاً در جاده‌های فرعی و ثانویه کاربرد دارد به‌عنوان‌مثال امولسیون شن در فرانسه اساساً برای تقویت مقاومت در برابر خستگی استفاده‌شده و آن را به‌عنوان یک ماده جذاب برای ساخت بیس در ساخت‌وسازهای جدید تبدیل کرده است. نوع ویژه‌ای از مخلوط‌های سرد ، گاهی اوقات برای ساخت جاده‌ها با ترافیک سنگین مورداستفاده قرار می‌گیرد. یک‌راه برای بهبود استفاده از تکنولوژی سرد برای جاده‌هایی با سطح ترافیک زیاد،استفاده از بایندرهای با عملکرد بالا مانند امولسیون‌های قیری اصلاح‌شده با پلیمر می‌باشد.در حقیقت رویه نازک به‌کاربرده شده در این بزرگراه‌ها بر پایه PMBE است.و به‌طور مشابه لایه فوقانی آسفالت که تحت‌فشار بار ترافیکی می‌باشد،بر پایه PMBE ساخته می‌شود.یکی از بهترین پلیمرهای اصلاح‌کننده قیر توسعه‌یافته،اتصالات عرضی درجا از استایرن-بوتادین و کوپلیمرهای مسدودکننده بوده که تحت نشان تجاری Styrelf و Stylink برای اولین بار در فرانسه جهت ایجاد عملکرد بالا در لایه‌های فوقانی آسفالت(Chip seal) در اواخر سال 1970 میلادی به‌کاربرده شده است.
با توجه به این زمینه و در صورت عدم وجود آمار دقیق جهانی و با توجه به منابع فعلی نفت خام،تولید PMBE به شرح زیر می‌باشد:
طبق گفته فدراسیون جهانی قیر امولسیونی،در حدود 8 میلیون تن قیر امولسیونی در سال 2005 در سراسر جهان مورداستفاده قرارگرفته است.این بدان معناست که در حدود 6 درصد بایندرهای قیری بدین شکل مورداستفاده قرارگرفته.ازآنجاکه حدود 10 درصد بایندرهای قیری مورداستفاده از نوع PMB بوده با تقریب تخمینی در حدود 800 هزار تن PMBEs در سال 2005 در سراسر جهان تولیدشده است.
در این فصل به بررسی شناخت کنونی از PMBEsها می‌پردازیم. با روش‌های تولید و شناخت خصوصیات آن‌ها شروع کرده و به‌طور ویژه سعی در بررسی تفاوت‌ها بین امولسیون‌های اصلاح‌نشده و اصلاح‌شده برای مشخص کردن عوامل کلیدی در کنترل این فناوری داریم و سپس در مورد شکست‌های PMBE در کاربردهای فعلی ازجمله Chip seal و رویه سطح نازک بحث خواهیم کرد.
برای مشاهده ادامه مطالب این فصل برروی لینک زیر کلیک کنید:
