روش‌های اصلاح قیر با استفاده از لاستیک های ضایعاتی

روش‌های اصلاح قیر با استفاده از لاستیک های ضایعاتی

دو راه برای افزودن تایرهای لاستیکی ضایعاتی به مخلوط آسفالت وجود دارد:

  1-اصلاح قیر از طریق روش مرطوب

  2-استفاده از خرده لاستیک‌های ضایعاتی به‌عنوان بخشی از مخلوط آسفالت به همراه مشتقات جزئی اصلاح‌کننده قیر (روش خشک)

در روش اول، بایندر قیر-لاستیک اصلاح‌شده به‌دست‌آمده و در روش دوم یک مخلوط آسفالت اصلاح‌شده با لاستیک ایجاد می‌شود.

 1-روش‌ مرطوب 

طبق استاندارد (ASTM D8 (2002، بایندر قیر-لاستیک (و یا طبق واژگان آمریکایی آسفالت-لاستیک) این‌گونه تعریف می‌شود:

بایندر قیر-لاستیک عبارت است از اختلاط بایندر قیری با خرده لاستیک‌های تایر ضایعاتی (به مقدار حداقل 15 درصد وزنی) و مواد افزودنی کاهنده ویسکوزیته که در آن قطعات لاستیکی اصلاح‌کننده بایندر با قیر مذاب واکنش داده و به‌طور قابل‌توجهی موجب افزایش حجم آن می‌شود.

روش اول افزودن لاستیک به بایندر قیری توسط Hancock در سال 1823 گسترش یافت. Cassell در سال 1844 اصول فرایند تولید بایندرهای حاوی لاستیک طبیعی را ارائه داد. اولین کاربرد این بایندر ساخت یک خیابان در Cannes در سال 1960 بود. McDonald تکنولوژی صنعتی تولید بایندرهای قیر-لاستیک را در سال 1981 توسعه داد.

برای تولید بایندرهای قیر-لاستیک، خرده لاستیک‌ها با سایز بیش‌تر از 1 میلی‌متر استفاده‌شده است. فرایند اصلاح در محدوده دمایی 170 تا 220 درجه سانتی گراد برای 1 تا 3 ساعت انجام می‌پذیرد (Way 2006). دمای بالای این فرایند انعطاف‌پذیری بایندر را کاهش می‌دهد. زمان بهینه اختلاط قیر با لاستیک تقریباً دو ساعت است. افزایش زمان اختلاط مشخصات بایندر قیر-لاستیک را بهبود می‌بخشد ولی این امر به علت افزایش چشمگیر هزینه‌های تولید توصیه نمی‌شود. خرده لاستیک‌های اضافه‌شده به قیر مذاب به‌وسیله جذب اجزاء سبک قیر و مواد افزودنی متورم می‌شود. هنگامی‌که خرده‌های لاستیک با قیر مخلوط شده و در دمای حدود 200 درجه سانتی گراد و به مدت 20 دقیقه ذخیره شود، حجم مخلوط تقریباً 2 برابر می‌شود (Horodecka و همکاران 2002).

بسته به روش تولید، بایندر قیر-لاستیک ممکن است جهت تولید مخلوط آسفالت بلافاصله پس از تولید مورداستفاده قرارگرفته (با توجه به بی‌ثباتی بایندر) و یا ذخیره‌سازی شود. نمودار تولید بایندر قیر-لاستیک انبار نشدنی در شکل 1-4 و بایندر انبار شدنی در شکل 2-4 ارائه‌شده است.

شکل شماره 1-4      نمودار تولید بایندر قیر-لاستیک انبار نشدنی (مطابق با Corte و همکاران 1999، Way 2006 و CALATRANS 2006)

شکل شماره 2-4      نمودار تولید بایندر قیر-لاستیک انبار شدنی (مطابق با Corte و همکاران1999)

تولید بایندر قیر-لاستیک انبار نشدنی به شرح زیر است:

الف-خرده لاستیک‌ها در یک تغذیه‌کننده خاص قرار می‌گیرند

ب-مقدار مشخصی از خرده لاستیک‌ها از تغذیه‌کننده به قیر مذاب اضافه‌شده و سپس وارد مخلوط‌کن می‌شوند.

ج-بایندر قیر-لاستیک تولیدشده در مخازن ویژه حمل‌ونقل بارگیری می‌شوند.

تولید بایندر قیر-لاستیک انبار شدنی با توجه به ارائه پایداری زمانی مستلزم افزودن مواد دیگری برای داشتن یک مخلوط یکنواخت است. تولید بایندر قیر-لاستیک انبار شدنی در مخلوط‌کن‌های مخصوص و آسیاب‌های کلوئیدی در دمای 180-175 درجه سانتی گراد انجام می‌پذیرد. اختلاط مواد تشـکیل‌دهنده بایـندر حــدود 2 ســاعت به طــول می‌انجامد تا ایـنـکه گرانــروی بایندر به  0/6P_a.s برسد. بعد از تکمیل فرایند مخلوط دمای بایندر تا 15 الی 20 درجه سانتی گراد کاهش‌یافته و سپس بایندر در ظروف پلمپ شده در دمای 160 درجه سانتی گراد و بدون تکان دادن ذخیره می‌شود. بایندر قیر-لاستیک تولیدشده می‌تواند به مدت بیش از دو هفته و بدون از دست دادن خصوصیاتش ذخیره‌سازی شود (Corte و همکاران 1999).

2-روش‌ خشک

فرایند خشک در سال 1960 در سوئد توسعه‌یافته است. در روش خشک، خرده‌های لاستیکی به‌طورکلی نقش یک‌دانه را بازی کرده و لاستیک تااندازه‌ای سبب تغییر بایندر می‌شود. بااینکه این روش یک تکنولوژی ساده است ولی خواص ارزشمند لاستیک به‌طور کامل استفاده نمی‌شود. خرده لاستیک‌ها به‌طور متناوب به مخلوط مواد معدنی قبل از مخلوط شدن با بایندر قیری اضافه می‌شود. اندازه غالب دانه‌های این خرده لاستیک‌ها 2 میلی‌متر تا 6 میلی‌متر است. خرده لاستیک‌ها به مقدار 1 تا 3 درصد وزنی ذرات به مخلوط گرم مواد معدنی اضافه می‌شود (CALTRANC 2006،Donates Neto و همکاران 2009). درجه حرارت ذرات در حدود 180-160 درجه سانتی گراد و برای یک‌زمان اختلاط 30-15 ثانیه‌ای است. بعد از مخلوط شدن خرده لاستیک‌ها با ذرات دیگر، قیر به سیستم افزوده می‌شود. مقدار قیر در حدود 1 درصد وزنی بیش‌تر از مقدار قیر مورداستفاده در مخلوط آسفالت سنتی است. کل محدوده زمان اختلاط در حدود 120 تا 180 ثانیه است. مخلوط آسفالت پس از افزودن خرده لاستیک‌ها می‌تواند در یک مخزن مخلوط آماده بـرای 2 تا 3 سـاعت ذخـیره شـود. در طـول این زمان خواص قیر تااندازه‌ای توسط لاستیک اصلاح‌شده و خصوصیات ویسکوالاستیک مخلوط بهبود می‌یابد.

مخلوط‌های تهیه‌شده با استفاده از روش خشک کاربردهای محدودتری در مقایسه با مخلوط تهیه‌شده به‌وسیله روش مرطوب دارند (Way 2006). این مخلوط‌ها مخصوصاً در اقلیم‌های سرد و برای کاهش میزان لغزش تایر خودرو بر روی جاده‌ها با سطح یخ‌زده و لغزنده بکار می‌روند.

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

فعل‌وانفعالات انجام‌گرفته بین قیر و لاستیک