ارزیابی رئولوژیکی قیر پلیمری حاوی نانورس در بازه پیوسته دمایی تحت اثر پیش اختلاط

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار گروه آموزشی عمران، دانشگاه پیام نور تهران شمال

چکیده

افزودن افزودنی هایی مانند نانو‌مواد به قیر پایه یا افزودن همزمان نانو مواد و پلیمر به قیر چه در مقیاس آزمایشگاهی و چه غیر آزمایشگاهی عملی دشوار است. در این پژوهش سعی بر آن شد تاثیر تغییر نحوه آماده سازی نمونه‌های قیر پلیمری حاوی نانو مواد از روش اختلاط مرسوم به روش پیش اختلاط و تاثیر تغییر شرایط فرآیندی تولید بر رفتار و عملکرد نمونه ها بررسی گردد. لذا فرضیه این پژوهش یر این اصل استوار گردید که روش پیش اختلاط می تواند به آماده سازی نانورس و افزایش فاصله بین صفحات آن و کاهش مدت زمان افزودن مواد مختلف به قیر و بهبود ‌خواص رئولوژیکی و نحوه پخش مواد در قیر کمک کند. لذا در این پژوهش تعداد 12 نمونه قیر اصلاح شده با SBS و نانو روس به دو روش مختلف پیش‌اختلاط و اختلاط مرسوم ساخته شد. سپس آزمایش های کلاسیک (درجه نفوذ، نقطه نرمی و شکل پذیری) و آزمایش‌های رئولوژیکی با استفاده از رئومتر برش دینامیکی، مانند تعیین رده عملکردی PG و آزمایش جاروب دما بر روی نمونه های قیری انجام و نتایج آن مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد استفاده از پیش اختلاط در مقایسه با روش مرسوم، موجب اثر بیشتر در بهبود خواص قیر و دستیابی به خواص مشابه با روش مرسوم ولی در دور اختلاط کمتر می‌گردد. کاهش دور اختلاط ضمن تاثیر بر بهبود پیرشدگی قیر برتری استفاده از روش پیش‌اختلاط را نشان داد. همچنین روند اطمینان بخش منحنی مدول مختلط- دما در بازه پیوسته دمایی در نمونه‌های ساخته شده به روش پیش اختلاط مشهود بود. بطور کلی تغییر روش اصلاح قیر، اثر خود را بر کاهش پیرشدگی ناشی از فرآیند اختلاط و هم در تهیه مخلوط همگن‌تر و دارای عملکرد مناسب تر نشان داد. نمونه های ساخته شده به روش پیش اختلاط، "دمای تغییر رفتار(T75°) بالاتری نسبت به روش مرسوم نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Rheological Evaluation of Polymer Bitumen Containing Nano-Clay in a temperature continuous range affected by pre-mixing

نویسنده [English]

  • Shahin Shabaani
Associate Professor, Department of Civil Engineering, Payame Noor University, Department of Center of North Tehran
چکیده [English]

Improving bitumen with additives such as nanomaterials will be difficult in adding the materials and mixing them occasionally both in laboratory and real scale. Therefore, in this research, we tried to improve the performance of the samples by making changes in the way of preparing the samples, while simplifying production process conditions. The hypothesis of this research is based on the principle that this method firstly helps prepare the Nano-clay and increase the distance between the plates, and secondly, reduces the steps and the time duration of adding different materials to bitumen. Also, it improves the rheological properties and the way in which the materials are dispersed in bitumen. In this research, 12 samples were considered that have been prepared by pre-mixing and conventional mixing methods, and the differences in their properties were investigated under different process conditions. Using classical experiments (degree of penetration, softness and ductility point) and performance based tests such as PG and temperature sweep, tested and compared the properties of the samples improved in different methods. The results showed that the use of premixing method compared to the conventional method has a greater effect on improvement of the properties of bitumen and achievement on the similar properties with the conventional method but in less mixing speed. The reduction of mixing speed, while affecting the improvement of bitumen aging, demonstrated the superiority of using the premixing method. In general, changing the method of bitumen improvement showed its effect on reducing aging caused by the mixing process and on preparing a more homogeneous mixture having more suitable function. It should be noted that the samples made by the premixing method showed a higher "behavior change temperature" (T75 °) than the conventional method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rutting
  • Premix
  • Temperature sweep
  • Performance Grade