نتیجه‌گیری از مبحث بهبود خصوصیات قیر با استفاده از نانو سیلیکا

نتیجه‌گیری از مبحث بهبود خصوصیات قیر با استفاده از نانو سیلیکا

این مقاله به بررسی شایستگی به‌کارگیری نانو سیلیکا در بایندر آسفالت به‌عنوان یک افزودنی ضد پیری پرداخته است. برای بررسی اثربخشی نانو سیلیکا در کاهش پیرشدگی آسفالت، درصدهای مختلفی از نانو سیلیکا به بایندر آسفالت دست‌نخورده افزوده‌شده است. سپس بایندر آسفــالـت در معـرض پیـرشـدگـی اکـســیداتیـو کوتاه‌مدت با استـفـاده از  (RTFO(rolling thin film oven قرارگرفته است. برای مطالعه تغییرات در خصوصیات مورفولوژی، رئولوژیک و شیمیایی بایندر آسفالت در حضور نانو سیلیکا، آزمون Superpave و طیف‌سنجی تبدیل فوریر مادون‌قرمز (FTIR) انجام‌گرفته است. ویژگی‌های رئولوژیکی بایندر آسفالت اصلاح‌شده و اصلاح‌نشده نشان می‌دهد که افزودن نانو سیلیکا، خواص رئولوژیک بایندر دست‌نخورده را با افزایش مدول ذخیره‌سازی و الاستیسیته آن، بهبود می‌بخشد. این به‌نوبه خود می‌تواند منجر به گسترش و ارتقاء مقاومت در برابر شیار شدگی آسفالت شود. علاوه بر این، طیف‌سنجی FTIR نشان می‌دهد که افزودن نانو سیلیکا می‌تواند باعث ایجاد تأخیر در فرآیند پیرشدگی اکسیداتیو گردد. این امر در کاهش نرخ تشکیل کربوکسیلات بعد از پیرشدگی منعکس‌شده که توسط شاخص کربونیل اندازه‌گیری شده است.

نتایج کلی حاصل از تحقیق بر روی موضوع بهبود خصوصیات قیر با افزودن نانو سیلیکا به شرح زیر است:

  1) افزودن نانو سیلیکا به قیر باعث افزایش ویسکوزیته و نقطه نرمی قیر و کاهش درجه نرمی و خاصیت انگمی آن می‌شود. با افزایش درصد نانو سیلیکا در قیر، شدت تغییرات رفتاری قیر و همچنین افزایش ویسکوزیته به‌خوبی نمایان می‌باشد.

  2) افزودن نانو سیلیکا به قیر باعث کاهش حساسیت دمایی قیر می‌شود. همچنین منجر به ارتقاء مقاومت قیر در برابر پیرشدگی شده و هرچه نسبت نانو سیلیکا به قیر افزایش یابد، مقاومت در برابر پیرشدگی نیز افزایش می‌یابد.

  3) حتی درصدهای کمی از نانو سیلیکا می‌تواند تأثیر بسزایی بر مشخصات رفتاری قیر داشته باشد. نفوذ صفحات نانو سیلیکا درون قیر، حرکت ترکیبات قیر را محدود کرده و باعث تسهیل در خروج روغن‌های سبک شده و درنتیجه آن نفوذ اکسیژن به تأخیر افتاده و باعث بهبود مقاومت در برابر پیرشدگی می‌شود

بنابراین نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که نانو سیلیکا می‌تواند یک عامل امیدبخش برای استفاده به‌عنوان افزودنی ضد پیری در بایندر آسفالت باشد که مقاومت در برابر شیار شدگی آسفالت را بهبود می‌بخشد ولی باید در نظر داشت که روند تقویت قیر با نانو سیلیکا فرآیند بسیار حساس و پیچیده‌ای است که در حال حاضر تنها در مقیاس آزمایشگاهی انجام‌پذیر است.