خواص مهندسی مخلوط‌های SMA حاوی پلیمر و RGP-بخش سوم
خواص مهندسی مخلوط‌های SMA حاوی پلیمر و RGP-بخش سوم
مواد و روش‌ها
برنامه آزمایشگاهی
نمودار جریانی برنامه آزمایشگاهی برای این پژوهش در شکل شماره ۱ نشان داده‌شده است.
شکل ۱ نمودار جریانی برنامه آزمایشگاهی
آماده‌سازی نمونه‌های آزمایشگاهی
در این پژوهش از قیر خالص با درجه نفوذ ۶۰/۷۰، تولیدشده در پالایشگاه اصفهان برای ساخت نمونه‌های آزمایشگاهی استفاده‌شده است. خواص مهندسی قیر خالص در آزمایشگاه آسفالت دانشگاه تبیین شده که در جدول شماره ۱ ارائه‌شده است. خرده تایرهای (CR) موردنیاز نیز از قطعه‌قطعه کردن و پودر کردن تایرهای ضایعاتی به‌دست‌آمده که درنهایت به قیر خالص اضافه شد. تکه‌تکه کردن و پودر کردن تایرهای ضایعاتی و تولید خرده تایر (CR) می‌تواند با استفاده از روش‌های سنگ‌زنی محیطی و سنگ‌زنی برودتی به دست آید. اگر فرآیند ساخت پودر لاستیک در دمای اتاق و یا بالاتر از آن صورت پذیرد، سنگ‌زنی محیطی نامیده می‌شود. درصورتی‌که فرآیند ساخت پودر لاستیک در دمای ۱۲۰- درجه سانتی‌گراد و با استفاده از نیتروژن مایع برای فریز کردن لاستیک و درنتیجه کاهش سایز آن صورت پذیرد، سنگ‌زنی برودتی نامیده می‌شود. در پژوهش حاضر خرده تایرها از طریق روش سنگ‌زنی محیطی تهیه‌شده است. قیر اصلاح‌شده با خرده تایرهای تهیه‌شده با روش محیطی، ویسکوزیته بیش‌تری داشته و حساسیت کم‌تری به شیار شدگی و ترک‌خوردگی دارد (Lee، Akisetty و ۲۰۰۸Amirkhanian).
جدول ۱ خواص رئولوژیکی مرسوم قیر خالص
از استایرن بوتادین استایرن (SBS) حاوی ۳۰ درصد وزنی استایرن، تولیدشده توسط شرکت پتروشیمی Yueyang چین در این پژوهش استفاده شد. استایرن بوتادین رابر (SBR) مورداستفاده نیز که حاوی ۲۷/۳ درصد وزنی استایرن، ۰/۶۴ درصد وزنی محلول آب و ۰/۳۷ درصد وزنی ترکیبات فرار بود نیز توسط شرکت پتروشیمی Lanzhou چین تولیدشده بود.
در این پژوهش، پودر شیشه بازیافتی (RGP) با استفاده از یک روش دومرحله‌ای تولیدشده بود:
نخست شیشه‌های ضایعاتی با استفاده از یک چکش در یک ظرف فلزی بزرگ خردشده و سپس در یک آسیاب توپی به مدت ۱۰ دقیقه قرارگرفته و به پودر شیشه تبدیل شد. سپس پودر تولیدشده از غربال شماره ۲۰۰ عبور داده شد (قطر کم‌تر از ۰/۰۷۴ میلی‌متر). چگالی پودر شیشه بازیافتی به‌دست‌آمده ۲/۴۷ گرم بر مترمکعب بود. توزیع اندازه ذرات RGP با استفاده از یک تجزیه‌کننده لیزری ذرات به دست آمد که در جدول شماره ۲ ارائه‌شده است. مورفولوژی میکروسکوپی RGP با استفاده از یک میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) تهیه‌شده که در شکل شماره ۲ به نمایش درآمده است. بررسی تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که ذرات پودر شیشه درشت، زاویه‌دار و پوسته‌پوسته‌شده با طیف گسترده‌ای از اندازه ذرات هستند. به‌منظور تعیین درجه جذب، آزمون سطح خاص بر روی مواد پودر شیشه بازیافتی (RGP) طبق استاندارد ASTM C204 انجام گرفت. سطح خاص اندازه‌گیری شده از RGP برابر با ۴۶۷ مترمکعب بر کیلوگرم بود که نشان‌دهنده یک جذب بالا است.
جدول ۲ توزیع اندازه ذرات RGP
شکل ۲ مورفولوژی SEM از پودر شیشه بازیافت شده (RGP)
تعداد ۲۰ نمونه قیر اصلاح‌شده با استفاده از CR-RGP، SBS-RGP و SBR-RGP تهیه شد. با توجه به پژوهش‌های پیشین، درصد مطلوب CR، SBS و SBR به ترتیب برابر با ۱۰ درصد، ۵ درصد و ۵ درصد است (Xiao و همکاران، ۲۰۰۹- Awanti و همکاران، ۲۰۰۸- Rogge و همکاران ۱۹۸۹). در این پژوهش ۱۰، ۳۰، ۵۰، ۷۰، ۹۰ و ۱۰۰ درصد از اصلاح‌کننده‌ها توسط RGP جایگزین شدند.
قیر اصلاح‌شده در یک مقیاس آزمایشگاهی در دمای ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد و به مدت ۱ ساعت در یک مخلوط‌کن با سرعت چرخشی ۳۰۰۰ دور در دقیقه تولیدشده است. سنگدانه های استفاده‌شده در مخلوط آسفالت، از یک کارخانه تولید آسفالت واقع در شهر کرمان به‌دست‌آمده بود. مشخصات این سنگدانه ها در جدول شماره ۳ ارائه‌شده است. سنگدانه های درشت و به‌خوبی خردشده با حداکثر اندازه ۱۹ میلی‌متر برای ساخت مخلوط SMA در نظر گرفته شد. دانه‌بندی سنگدانه های مخلوط در شکل شماره ۳ نشان داده‌شده است.
جدول ۳ مشخصات سنگدانه ها
شکل ۳ منحنی توزیع اندازه ذرات مخلوط SMA
برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:
خواص مهندسی مخلوط‌های SMA حاوی پلیمر و RGP-بخش چهارم
برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید: