مقايسه ساختار شيميايي اجزاء قير پير شده و قير تازه و امكان سنجي توليد عامل بازسازي كننده قير

كارشناسي ارشد

با وجود آنكه درصد كمي از مخلوط آسفالتي از قير تشكيل شده است اما رفتار آسفالت در برابر شرايط محيطي، شرايط بارگذاري و غيره به مقدار زيادي به رفتار قير وابسته است. به همين دليل است كه بايد علت بسياري از خرابي ها، مشكلات و رفتارهاي روسازي هاي آسفالتي را طي عمر خدمتدهي آنها در رفتار و ويژگي هاي قير جستجو كرد. قير در طول فرآيند پردازش آسفالت و خدمتدهي روسازي در معرض پيرشدگي قرار مي گيرد. در طي فرآيند پيرشدگي خصوصيات شيميايي قير و نسبت مالتن به آسفالتن تغيير مي كند. اين تغيير باعث افزايش ويسكوزيته، كاهش شكل پذيري و همچنين كاهش مقاومت قير در برابر ترك خوردگي حرارتي شده، كه منجر به كاهش دوام روسازي مي گردد. راه حل هاي و مواد افزودني مختلفي مانند استفاده از عوامل بازسازي كننده، قير نرم، پليمرها و ... براي بازيابي خصوصيات قير پير شده پيشنهاد شده است. در اين پژوهش از قير 70/60 به عنوان قير پايه استفاده شد. قير پير شده از انجام آزمايش شبيه ساز پيرشدگي (RTFO+PAV) بر روي قير پايه بدست آمد. از عوامل بازسازي كننده در سه دسته ي مختلف روغن آروماتيك، روغن پارافينيك و روغن نفتنيك به منظور مشخص كردن مناسب ترين تركيب شيميايي جهت امكان سنجي توليد عامل بازسازي كننده قير استفاده شد. به منظور بررسي تاثير بلند مدت عوامل بازسازي كننده بر خصوصيات قير پير شده، قيرهاي بازيابي شده مجددا تحت آزمايش شبيه ساز پيرشدگي قرار گرفتند. آزمايش هاي جداسازي اجزاء قير (SARA)، طيف سنج مادون قرمز تبديل فوريه (FTIR)، ميكروسكوپ نيروي اتمي (AFM)، آناليز عنصري، درجه نفوذ، نقطه نرمي، ويسكوزيته چرخشي (RV)، خزش و بازيابي قير در چند سطح تنش (MSCR) و جاروب دامنه خطي (LAS) جهت بررسي خصوصيات مختلف شيميايي، فيزيكي و رئولوژيكي نمونه هاي قير استفاده شد. مقايسه عملكرد عوامل بازسازي كننده بيانگر اثرات متفاوت اين مواد بر خواص قير مي باشد. عوامل بازسازي كننده روغن آروماتيك، روغن پارافينيك و روغن نفتنيك به ترتيب كاهش 42، 42 و 38 درصدي شاخص كلوئيدي قير پير شده را نتيجه مي دهند كه نشان دهنده نرم تر شدن قير پير شده و پايداري ساختار كلوئيدي آن مي باشد. نتايج آزمايش آناليز عنصري بيانگر افزايش 42 درصدي اكسيژن قير پير شده پس از افزودن روغن آروماتيك به علت ساختار شيميايي غير اشباع اين روغن مي باشد. روغن پارافينيك و روغن آروماتيك عمر خستگي قير پير شده را به ترتيب 4/21و 3/84برابر كردند و به مقدار بالاتري نسبت به قير 60/70 افزايش داده اند. روغن نفتنيك نيز باعث افزايش عمر خستگي قير پير شده به ميزان 3/34برابر و به مقداري كمتر از قير 60/70 شد. بررسي عملكرد بلند مدت قيرهاي بازيابي شده نشان داد كه عوامل بازسازي كننده عملكرد بلند مدت قير پير شده را بهبود مي بخشند. عامل بازسازي كننده روغن پارافينيك داراي بهترين عملكرد در بازيابي خصوصيات شيميايي، فيزيكي و رئولوژيكي قير پير شده در كوتاه مدت و بلند مدت مي باشد.

205208

دانشگاه علم و صنعت ايران

اسماء بنانژاد

مهندسي عمران

حسن زياري