نتایج و مباحث ارزیابی عملکرد قیر اصلاح شده با نانو سیلیکا و ساسوبیت-بخش اول
خواص رئولوژیک نمونه‌ها
خصوصیات رئولوژیک مرسوم قیر دست نخورده و قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا در دمای 10 و 50 درجه سانتی گراد با گستره فرکانسی بین 0/1 و 700 رادیان بر ثانیه در رئومتر برشی دینامیک موردمطالعه قرارگرفته است. وابستگی فرکانس به پارامترهای رئولوژیکی قیر دست‌نخورده و قیر اصلاح‌شده در شکل‌های شماره 1 تا 3 به تصویر کشیده شده است.
تنوع مدول ترکیب (*G) به همراه فرکانس در دمای 10 و 50 درجه سانتی گراد در شکل شماره 1 نشان داده‌شده است. همان‌طور که در این شکل مشاهده می‌کنید، مدول ترکیب قیر با افزودن نانو سیلیکا به قیر پایه افزایش می‌یابد. این مدول نشان می‌دهد که سفتی نمونه‌ها در شرایط ترافیکی سنگین با افزایش مقدار نانو سیلیکا از 2 به 6 درصد وزنی، افزوده می‌شود. مدول ترکـیب در شکل‌های شـماره 1 و 2 افـزایش چشمگـیری را در فرکانـس پایین برای نمونه‌های اصلاح‌شده نشان می‌دهد. در این فرکانس‌ها، قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا، مقاومت در برابر شیار شدگی بیش‌تری را در شرایط بارگذاری سنگین از خود نشان می‌دهد که منجر به افزایش چشمگیر در مدول ترکیب قیر اصلاح‌شده می‌شود. هم‌چنین *G قیر، حساس به دما است. در دمای 50 درجه سانتی گراد ویسکوزیته قیر بسیار کم بوده و این اجازه را به نانو سیلیکا می‌دهد که به‌خوبی در قیر پراکنده شود؛ بنابراین سفتی قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا بسیار بیش‌تر از قیر پایه بوده و متناظر با سفتی آن در 10 درجه سانتی گراد است. نمونه با 6 درصد وزنی نانو سیلیکا سفتی بیش‌تری را از خود نشان می‌دهد، مخصوصاً در فرکانس پایین و درجه حرارت بالا.
شکل 1 طرح ایزوترمال مدول ترکیب در مقابل فرکانس در دمای 10 درجه سانتی گراد برای نمونه‌های قیر پایه و قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا
شکل 2 طرح ایزوترمال مدول ترکیب در مقابل فرکانس در دمای 50 درجه سانتی گراد برای نمونه‌های قیر پایه و قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا
قیر رفتار ویسکوز را در دمای سرویس بالا و رفتار الاستیک را در دمای سرویس پایین از خود نشان می‌دهد. مدول ترکیب تحت تأثیر مدول ویسکوز و الاستیک قیر است؛ بنابراین لازم است که تفاوت زاویه فازی بین تنش برشی اعمال‌شده و کرنش برشی تبیین گردد. زاویه فازی حساسیت بیش‌تری به ساختار فیزیکی و شیمیایی قیر دارد. به‌وسیله این پارامتر، پاسخ ویسکوز و یا الاستیک نمونه‌ها برای یک تنش اعمالی مشخص‌شده است. تأثیرات نانو سیلیکا بر روی زاویه فازی قیر نمونه در شکل‌های شماره 3 و 4 به تصویر کشیده شده است. با کاهش فرکانس اعمالی، زاویه فازی نمونه‌ها افزایش می‌یابد. نانو سیلیکا تأثیرات چشمگیر بیش‌تری را بر روی قیر پایه در دمای 50 درجه سانتی گراد نسبت به دمای 10 درجه سانتی گراد نشان می‌دهد. همان‌طور که در شکل‌های شماره 3 و 4 مشاهده می‌کنید، نمونه حاوی 6 درصد وزنی نانو سیلیکا کم‌ترین زاویه فازی را در دمای 10 و 50 درجه سانتی گراد دارد؛ بنابراین مقدار نانو سیلیکا به میزان 6 درصد وزنی (از وزن کل قیر) به‌عنوان مقدار مطلوب و بهینه نانو سیلیکا انتخاب‌شده است.
شکل 3 طرح ایزوترمال زاویه فازی در مقابل فرکانس در دمای 10 درجه سانتی گراد برای نمونه‌های قیر پایه و قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا
شکل 4 طرح ایزوترمال زاویه فازی در مقابل فرکانس در دمای 50 درجه سانتی گراد برای نمونه‌های قیر پایه و قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا
تغییرات عامل شیاردار کردن (G*/sinδ) در مقابل فرکانس برای نمونه قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا در دماهای 10 و 50 درجه سانتی گراد در شکل‌های شماره 5 و 6 قابل‌مشاهده است. در فرکانس پایین که نشان‌دهنده شرایط ترافیکی شدید است، نانو سیلیکا سفتی و الاستیسیته بایندر پایه را افزایش می‌دهد؛ بنابراین، عملکرد برتر نمونه اصلاح‌شده با نانو سیلیکا در فرکانس پایین و دمای سرویس بالا به دست می‌آید.
شکل 5 طرح ایزوترمال عامل ایجاد شیار در مقابل فرکانس در دمای 10 درجه سانتی گراد برای نمونه‌های قیر پایه و قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا
شکل 6 طرح ایزوترمال عامل ایجاد شیار در مقابل فرکانس در دمای 50 درجه سانتی گراد برای نمونه‌های قیر پایه و قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا
تغییرات مدول اتلاف و مدول ذخیره سازی در دمای 50 درجه سانتی گراد در شکل‌های شماره 7 و 8 به تصویر کشیده شده است. نمونه با 6 درصد وزنی نانو سیلیکا افزایش چشمگیری را در مدول ذخیره‌سازی از خود نشان می‌دهد که این موضوع در توافق با سایر نتایج است.
شکل 7 طرح ایزوترمال مدول اتلاف در مقابل فرکانس در دمای 50 درجه سانتی گراد برای نمونه‌های قیر پایه و قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا
شکل 8 طرح ایزوترمال مدول ذخیره‌سازی در مقابل فرکانس در دمای 50 درجه سانتی گراد برای نمونه‌های قیر پایه و قیر اصلاح‌شده با نانو سیلیکا
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 دوم
