آسفالت پلیمری

وضعیت نا مناسب آسفالت‌های معولی

آسفالت مخلوطی از قیر و شن و ماسه، که به رنگ قهوه ای یا سیاه است و در ساختار آن‌ها هیدرو کربن‌هایی با وزن ملکولی بالا وجود دارد. هر ساله برای ترمیم آسفالت‌های ترک خورده، هزینه‌های هنگفتی پرداخت می‌شود. با افزودن مواد پلیمری، آسفالت‌هایی تولید می‌شوند که خودشان را تعمیر می‌کنند و با این کار هزینه‌ها را کاهش می‌دهند.

تاریخچه[ویرایش]

قیر اصلاح شده پلیمری برای اولین بار در صنعت پوشش سقف و سپس در راه‌سازی به کار برده شد. تا اوایل ۱۹۷۰، SBS به صورت گسترده در اروپا مورد استفاده قرار نگرفت، در حالی که در سال ۱۹۸۷ آمریکایی‌ها شروع به استفاده گسترده از قیر در سقف سازی کردند. در سال ۱۹۸۰، اولین تولیدکننده قیر اصلاح شده پلیمری(PMB) شروع به کار نمود. اختراعی مربوط به اجزای قیر پایه و ایزو بوتیلن در اوایل ۱۹۴۰ ارائه شد. بعد از آن به ویژه بعد از معرفی SBS برای قیر، اختراعات زیادی در سراسر جهان ارائه شد. در حدود ۴۰ سال پیش به دلیل بحران نفت در سال‌های ۱۹۷۳ تا ۱۹۷۹ اصلاح قیر با پلیمر برای ساختن جاده‌ها مورد توجه زیادی قرار گرفت. در دهه۱۹۷۰، پژوهشگران اثبات کردند که اضافه کردن پلیمرها شامل پلاستومرها و الاستومرهای گرمانرم می‌تواند برخی خواص قیر راهسازی مانند کاهش حساسیت دمایی یا افزایش مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی را بهبود دهد. در دهه ۱۹۸۰، تقاضا برای استفاده از یک لایه نازک قیر در راه‌سازی، بررسی‌های سیستماتیک بیشتری در زمینه اصلاح قیر با پلیمر انجام شد. در سال ۱۹۸۴، محققان ادعا کردند که هزینه بالای PMB می‌تواند با کاهش ضخامت لایه و افزایش طول عمر جادهٔ PMB، نادیده گرفته شود.

در اوایل دهه ۱۹۹۰، در بسیاری از کشورها علاقه به پژوهش دربارهٔ اصلاح قیر با پلیمر افزایش یافت. پژوهشگران به‌طور اصولی، خواص مکانیکی، رئولوژی، حساسیت دمایی، مورفولوژی، رفتار حرارتی و فرسودگی PMBهای مختلفی را بررسی کردند. PMBهایی که به‌طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گرفتند، مزایا و معایبی داشتند. از یک طرف، اصلاح با پلیمر خواص بهتری از قیر را دربردارد مانند خاصیت ریکاوری الاستیک بهتر، مقاومت بالا در برابر ترک در دمای پایین و مقاومت در برابر شیار در دمای بالادر قیر اصلاح شده با SBS؛ از سوی دیگر، وجود تعدادی نقاط تیره مانند، ناپایداری حرارتی برخی اصلاح کننده‌های پلیمری و جدایی فازها در برخی از PMBها به دست آمد. از دهه ۱۹۹۰ تلاش‌هایی برای رفع نقاط تیره PMBها آغاز گردید.

در سال ۱۹۹۶، محققان ادعا کردند که قیر اصلاح شده با PP می‌تواند با افزودن پلی فسفریک اسید(PPA) پایدار گردد و PPA می‌تواند به بهبودی پایداری ذخیره PMB با تغییر ساختار از سل به ژل کمک کند.^[۱]

نحوه عملکرد[ویرایش]

آسفالت پلیمری با استفاده از یک عامل اصلاح‌کننده کپسوله شده و یک آغازکننده شیمیایی کاتالیستی درون یک بستر اپوکسی ایجاد شده‌است. یک ترک در حال ایجاد موجب گسستن میکروکپسول‌های موجود شده، در نتیجه عامل اصلاح‌کننده با استفاده از خاصیت مویینگی درون ترک رها می‌شود. با تماس عامل اصلاح‌کننده با کاتالیزور موجود، این عامل شروع به پلیمریزه شدن نموده و دو طرف ترک را به هم می‌چسباند. این روش می‌تواند منجر به تولید آسفالتی شود که ترک‌های خود را اصلاح می‌کند.^[۲]

پلیمرهای متداول برای اصلاح قیر[ویرایش]

امروزه پلیمرهایی که به صورت گسترده برای اصلاح قیر به کارمی روند را می‌توان به الاستومر‌ها و پلاستومرهای گرمانرم دسته‌بندی کرد. پلاستومرها که فاقد جزء الاستیک یا مقدار ناچیزی از آن هستند، معمولاً تحت بارگذاری استحکام سریع و تغییر شکل دائمی یا شکست ترد را نشان می‌دهند. در حالی که الاستومرهای گرمانرم در اثر حرارت، نرم و در اثر سرما، سخت می‌شوند؛ و همچنین قادرند در برابر تغییر شکل دائمی با کشش تحت بار و ریکاوری الاستیک (زمانی که بار حذف می‌شود) مقاومت کنند. این مسئله منجر می‌شود به عنوان اصلاح‌کننده قیر نسبت به پلاستومرها موفقیت بیشتری داشته باشند. معمولاً اصلاح کننده‌های پلیمری شامل استیرن_ بوتان دی ان استیرن(SBS) و پلیمرهای مشابه مانند لاستیک استیرن_ بوتان دی ان(SBR)، اتیلن_ وینیل استات(EVA) و پلی اتیلن(PE) هستند. در میان پلیمرهای متداول برای اصلاح قیر، SBS به علت پراکندگی خوب در قیر و خواص عالی و هزینه قابل قبول برای تهیه قیر اصلاح شده توجه بیشتری را جلب کرده‌است.^[۳]

مزایا ومعایب کاربرد آسفالت پلیمری[ویرایش]

از مزایای آسفالت پلیمری می‌توان به مقاومت زیاد در برابر دمای بالا یا سرمای شدید، عدم ایجاد ترک‌های طولی و عرضی، عدم نیاز به درزگیری و عمر طولانی‌تر نسبت به آسفالت گرم اشاره کرد. همچنین مشکل روکش آسفالت پل‌های فلزی را برطرف خواهد کرد (مقاومت بالای این آسفالت در دمای بالا مانع از جمع شدگی و عریان زدگی آن می‌شود). آسفالت پلیمری با دارا بودن اصطکاک بالا در هوای بارانی، لغزندگی ایجاد نمی‌کند. با توجه به اینکه این نوع آسفالت‌ها به حرارت و پروسه دما، سوخت و بخارات ناشی از آن که یکی از عوامل تخریب‌کننده محیط زیست است نیاز ندارند، بنابراین با کاهش آلودگی‌های ناشی از این موارد و نبود حلال‌های هیدروکربنی آلیفاتیک، که در تولید آسفالت سرد بر پایه قیر MC2 می‌شود، منجر به سالم سازی محیط می‌گردد. استفاده از ضایعات غیرقابل مصرف آسفالت سرد، به عنوان یکی از مونومرهای پلیمر، حدود ۳۰٪ موجب پاکسازی محیط می‌شود. در مخلوط آسفالت پلیمری از مواد قابل بازیافتی استفاده می‌شود که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد ذیل اشاره کرد: تفاله کوره شیشه دمی، خاکستر حاصل از سوزاندن زباله‌های شهری، خاکستر موجود در مراکز تولید برق به وسیله ذغال، آجرهای خرد شده، پلاستیک‌های حاصل از سیم‌های برق قدیمی و لاستیک حاصل از تایرهای کهنه.^[۴]

این مخلوط باعث ایجاد بخار و بو در فرایند آسفالت کردن می‌شود و هنوز در مورد قابل بازیافت بودن آن بحث وجود دارد؛ و آسفالت کارانی که تا به حال با این ماده چسبناک کار نکرده‌اند ممکن است در کار کردن با آن که باید در یک بازهٔ دمایی معین انجام شود، دچار مشکل شوند.

This article "آسفالت پلیمری" is from Wikipedia. The list of its authors can be seen in its historical and/or the page Edithistory:آسفالت پلیمری. Articles copied from Draft Namespace on Wikipedia could be seen on the Draft Namespace of Wikipedia and not main one.