| بررسی قیر اصلاح شده و انواع اصلاح کننده های قیر | |
| تعداد صفحات | ۵۵ |
| نوع فایل | Word |
| حجم فایل | ۳ Mb |
بررسی قیر اصلاح شده و انواع اصلاح کننده های قیر
در این قسمت پروژه با موضوع بررسی قیر اصلاح شده و انواع اصلاح کننده های قیر به صورت فایل word برای دانلود ارائه شده است.
قسمتی از متن پروژه در زیر نشان داده شده است.
۱- تاریخچه قير
سومری ها، آشوری ها و بسیاری از تمدن های پیشین از قیر به طور وسیعی استفاده میکردند و از این ماده به عنوان ماده ضد رطوبت و نیز محافظه برای چوب و برای موارد مختلفی نظیر مومیایی کردن، مجسمه سازی و تزیینات استفاده میشد. همچنین قیر موجود در بسترهای طبیعی به همراه آجرهای پخته شده به صورت ماستیک در ساختمان معابد، پایه پل ها، خیابان ها و خانه ها بکار برده می شوند. در حدود ۴ الى ۵ قرن پیش از میلاد مسیح هخامنشیان نیز از قیر برای آب بندی در کاخ باعظمت تخت جمشید استفاده کرده اند که هنوز آثار آن در این مجموعه قابل یافت می باشند.
معادل انگلیسی قیر BITUMEN میباشد که اولین کاربرد آن در زبان لاتین و در حدود سال های ۱۴۶۰ میلادی بوده است. در انگلیسی آمریکایی آن را ASPHALT مینامند که این کلمه در کشور ما معادل مخلوط آسفالتی بکار برده می شود. آغاز صنعت مدرن قیر را می توان به ۱۷۱۲ میلادی نسبت داد که سنگهای قیر طبیعی در فرانسه کشف شد. در آن هنگام مواد قیری به صورت ساده (کلوخه ای) بر روی سطح جاده پخش می کردند و می گذاشتند ترافیک به صورت تدریجی آنها را ساییده و متراکم نماید. این تکنیک کاملا موفقیت آمیز بود و در مدت کوتاهی پیشرفت هایی در این زمینه حاصل گردید برخی از این پیشرفت ها از قبیل پودر کردن و گرم کردن قیر قبل از استفاده بود سپس آسفالت ها را با کوبیدن و مسطح کردن توسط آهن داغ (اتو) متراکم و محکم مینمودند. این ماده که به عنوان سنگ آسفالت متراکم شناخته میشد با موفقیت های بسیاری در خیابان های اروپا گرفته شد و این روند ادامه یافت به طوری که امروزه با پیشرفت علم و تکنولوژی، قير کاربردهای متنوع و گسترده ای در صنایع گوناگون و جهت مصارف مختلف، من جمله راهسازی، پوشش کف، بام، لوله های زیرزمینی، محافظت فلزات، آب بندی مخازن، پلهاء رنگ آمیزی دارد(شرکت پالایش نفت جي اصفهان، ابطحی و همکاران ۱۳۸۸، جمالی همکاران ۱۳۹۱).
۲- ساختار قیر
قیر دارای ساختمان شیمیایی نسبتا پیچیده ای است قير حاوی طیف وسیعی از هیدروکربن های اشباع، غيراشباع، حلقوي، غير حلقوی، قطبی، غیر قطبی با جرم های مولکولی متفاوت است. ساختار اتمی قیر که به روش تجزیه شعله و یا سایر روش ها بدست آمده حاکی از آن است که ۹۰ درصد قیر اتم های کربن و هیدروژن تشکیل داده است و نیز اکثر قیرها دارای نیتروژن و گوگرد و اکسیژن به نسبت های مختلف ولی کم می باشند. به طور کلی اجزای قیر به صورت چارت زیر می باشند. مالتن ها از دسته محلول در حلال های سبک مانند هپتان نرمال می باشند.
۳- خواص قیر
قیر ماده ای است پایدار که به علت دارا بودن برخی خصوصیات سالیان درازی مورد استفاده قرار گرفته است که برخی از این خصوصیات عبارت اند از:
١- نفوذناپذيری در مقابل آب و رطوبت
۲- قابلیت کشش زیاد
٣- خاصيت پلاستیکی و ترموپلاستیکی
۴- عایق بودن در برابر الكتريسيته
۵- خاصیت چسبندگی
۶- مقاومت در برابر اسیدها، بازها و نمکها
۷- انحلال در حلالهای نفتی
قیر به دو حالت طبیعی یا معدنی و نفتی موجود میباشد بیشترین قیر مصرفی در راهسازی از روش تقطير نفت خام حاصل می گردد ولی در برخی از کشورها از قیر طبیعی استفاده میگردد. قیر در راسازی دو وظیفه بر عهده دارد یکی اتصال آسفالت رویه به بستر زیرین و دیگری چسبانندگی بین مصالح مورد استفاده شده در تولید آسفالت، اساسا قير را نمی توان یک چسبنده ایده آل محسوب نمود ولی با رعایت نکات فنی در حین کار میتوان به هدف نزدیک نمود (ابطحی و همکاران ۱۳۸۸).
۴- نقش قير
با توجه به اینکه در تهیه مخلوط آسفالتی سهم قیر حدود ۴ تا ۷ درصد می باشد این تصور به وجود می آید که قبر نقش بخصوصی در رفتار و دوام و ثبات لایه های آسفالتی ندارد اما حقیقت این است که قير نقش اساسی در رفتارهای مخلوط آسفالتی و خواص فیزیکی و شیمیایی مخلوط ايفا می نماید و سبب دوام و پایداری مخلوط میگردد مرغوبیت قیر در همان زمان های اولیه (پیرشدگی کوتاه مدت) تهیه مخلوط آسفالتی شروع به کاستن مینماید زیرا قیر در تهیه مخلوط در کارخانه باید گرم گردد و عملیات اختلاط انجام گردد و پس از آن بر روی تحت تأثیر عوامل جوی سرما، گرما، بارندگی قرار می گیرد و نیز تحت اثر بارگذاری های متوالی این کاهش مرغوبیت ادامه پیدا میکند؛ اما نمی توان به طور کامل مانع ایجاد تغییرات و آسیب پذیری های قیر شویم و میتوان با پژوهش بیشتر باعث ایجاد تأخیر و کاهش روند پیشرفت آن بر روی گردیم. با این تفاسیر که مربوط به نقش قیر میباشد در می یابیم که با بررسی و ايجاد تغييرات در قیر میتوانیم کمک زیادی به افزایش توانایی های روسازی راههای کشور داشته باشیم که سبب بهبود مخلوط آسفالتی میگردد (کی منش، ۱۳۹۰).
قيرهاي به دست آمده از نفت خام و یا قیر طبيعي که سالیان دراز عمدتا به عنوان ماده چسباننده در ساخت جاده ها و یا دیگر مصارف عایق کاری و پوششي به کار می رود، هیچگاه از يك سري خواص فيزيكي و مكانيكي كامل رضایت بخش برخوردار نبوده و با توجه به خواص فيزيكي و مكانيكي محدود، از قابلیت کاربردي محدود و زمان سرویس دهی مشخص برخوردار میباشد. از این رو محققان همواره تلاش داشته اند که به نحوي خواص این سنگین ترین برش نفتي را در جهت مطلوب تغيير دهند. اصلاح خواص قیر باعث بالا رفتن کیفیت آن و افزایش عمر سرویس دهی پوشش گردیده و در نتیجه هزینه های نگهداري و تکرار پوشش به نحو چشمگیري کاسته خواهد شد.
۵- عمده ضعف قيرها
۱. كمي خاصیت الاستیسیته
۲- محدود بودن دامنه سرویس دهی از نظر دما (فاصله کمترین دماي شکنندگی و بالاترين دماي نرمي قير)
٣- خواص مقاومت تنشي
۴- چسبندگی و…
هرچند قيرهاي متعارف توليدي در پالایشگاه ها پاسخگوي قسمت اعظم کارهاي آسفالتي در شرايط معمولی می باشد و اگر این قیرها به طور مناسب براي کاربرد موردنظر انتخاب و با رعایت کامل اصول مربوطه در تهیه مخلوطهای آسفالتي مصرف شود، از خواص مكانيكي کافي براي بسياري از شرایط رفت و آمد و آب و هوايي برخوردار خواهد بود، اما توجه مهندسان و طراحان به مسائلي مانند:
۱- جلوگيري از تغییر شکل های دائم رویه های آسفالت در دمای بالا و قیر زدگی
۲- افزایش مقاومت مخلوط آسفالتی در برابر خستگي
٣- افزایش مقاومت مخلوطهای آسفالتی در برابر شکنندگی مصالح سنگي و حساسیت های رطوبتي
۴- داشتن انعطاف پذیری مناسب در دماهاي پايين و جلوگيري از ترکهای دماي پايين
۵- افزایش مقاومت در برابر سایش
۶- افزایش عمر خدمت دهی
٧- استفاده از مخلوطهای آسفالتی ویژه براي مقاصد خاص )ابطحی و همکاران ۱۳۸۸(.
در طی سالیان گذشته متولیان و متصدیان امر راهسازی در ایران سرمایه های هنگفتی را در زمینه ساخت راهها صرف نموده اند تا به عملکرد قابل قبول روسازي راهها دست یابند . در عین حال این راهها نشانه های قریب الوقوعی از خرابی های روسازي مانند شیارافتادگی و ترک خوردگی خستگی و دمای پایین را بروز می دهند که این خرابی ها به دلیل تغییرات شرایط آب و هوایی و بارهاي ترافیکی سنگین میباشند . شرایط محیطی و بارهاي سنگین وسایل نقلیه مستقیما بر دوام و عملکرد روسازي اثر می گذارند؛ بنابراین این خرابیها نیاز به رامحل های ضروری و فوري دارند که قابل قبول باشند. از سوي ديگر ضعف كيفيت شبکه راه های هر کشوری مستقیما بر اقتصاد ملی آن اثرگذار است.
کاهش ضخامت لایه های آسفالتي باعث گردیده قیرهاي معمولي توليد پالایشگاه ها محدودیتهای قابليتي خود را در بیشتر زمینه ها نشان دهد .به طور کل محدودیتهای خواص قیرهاي معمولي موجود را به شرح زیر می توان عنوان کرد: مهندس احمدرضایی کارشناس امور عمران و راهسازی آسفالت های امروزي راهها به عنوان شریان های اصلی اقتصادی کشورها همیشه دارای جایگاه ویژه ای بوده اند. توجه به این امر از جمله زیرساخت های هر کشوری مطرح می باشد. به همین دلیل با توجه به اینکه هرساله سرمایه زیادی به منظور تعمیر و نگهداری راه ها در بودجه سالیانه تمام کشورها در نظر گرفته میشود ولی این جایگاه هیچگاه بی اهمیت نشده است. درواقع راه ها به عنوان سرمایه های اصلی هر کشوری مطرح هستند . امروزه با توجه به میزان رشد ترافیک ساليانه و همچنین افزایش بارهای ترافیکی عبوری از محورهای مختلف، روسازی راهها معمول سریعتر از زمان پیش بینی شده دچار خرابی و اضمحلال میگردند. به همین دلیل روشهای گوناگونی به منظور افزایش عمر و عملکرد آسفالت مطرح شده است. از جمله این روش ها میتوان به آسفالت های پلیمری و اليافی و یا روکش های خاص اشاره کرد. به طور کلی محدودیت های خواص قیرهای معمولی موجود را به شرح زیر میتوان بیان کرد:
۱- در دمای بالا و بارگذاري طولانی مدت، امكان جاري شدن قیر و قیر زدگی و تغيير شكل دائم و شیار شدگی وجود دارد.
۲- در دماهای پایین و بارگذاري طولانی مدت، تحت اثر تنش های حرارتي، امكان بروز ترك در مخلوط آسفالتي وجود دارد.
۳- در دماهاي پايين و بارگذاري کوتاه مدت، قير شكننده شده و امکان ایجاد ترکهای مكانيكي به وجود می آید.
۴- عدم امكان استفاده در برخي از مخلوطهای آسفالتي نظير آسفالت متخلخل و یا ماستيك آسفالت
۵- عدم امکان استفاده در روکش های نازك که دارای کیفیت و دوام كافي نمیباشد.
محدودیت های قير معمولي باعث گردید، که در زمینه اصلاح رفتار قیر و در نتیجه اصلاح عملكرد مخلوطهای آسفالتی گام هایی برداشته شود. در دهه های اخیر در این زمینه روش های مختلف و طیف گسترده ای از مواد اصلاح کننده و افزودني به منظور بهبود خواص و رفتار قیر و درنتیجه بهبود عملکرد مخلوطهای آسفالتي مورد بررسی و استفاده قرار گرفته که میزان و نوع تاثیرات این مواد در تغییرات رفتاري آسفالت کاملا متفاوت بوده است (رضایی و همکاران ۱۳۹۲).
امروزه علاوه بر قیر و مصالح سنگی تشکیل دهنده مخلوطهای آسفالتی، از مواد دیگری به نام افزودنی ها و یا اصلاح کننده های قبر استفاده میشود . این ترکیبات که طیف وسیعی از مواد معدنی، الى، طبیعی و صنعتی را در بر می گیرد، به منظور اصلاح برخی از خواص قیر و در نتیجه مخلوطهای آسفالتی به شرح موارد زیر کاربرد دارند:
الف – جلوگیری از عریان شدن سنگدانه های مخلوطهای آسفالتی
ب – جلوگیری از ایجاد ترکهای حرارتی و انقباضی در رویه های آسفالتی
پ – کاهش پدیده های تغییر شکل و قیر زدگی رویه های آسفالتی
ت – تأخير و جلوگیری از رو آمدن ترکهای آسفالتی ث کاهش پدیده سخت شدن و پیر شدن قیر
ج – افزایش تاب خستگی آسفالت
به طور کلی افزودنی های مصرفی باید با قیرهای خالص یا قیرابه های انتخاب شده در هر پروژه سازگاری داشته و قیر اصلاح شده نیز قبل از مصرف مورد آزمایش قرار گیرد تا مطابقت آن با مشخصات ارزیابی شود (معاونت برنامه ریزی و نظارت راهبردی رئیس جمهور ، نشريه ۲۳۴).
در این قسمت ابتدا معایب روسازی های آسفالتی بیان می شود و سپس راهکارهایی برای بهبود آن در نظر گرفته می شود.
۶- انواع معایب روسازی
در چارت زیر انواع خرابی های روسازی آورده شده است و هر نوع خرابی به منشأ خود وصل گردیده است پس از آشنایی با چارت ذکرشده به بیان معایبی از روسازی که مربوط به عدم یا وجود قیر در مخلوط می باشد می پردازیم.
۶-۱- ترک های حرارتی
پدیده ترکهای انقباضی و حرارتی یکی ارز مسائل عمده رویه های آسفالتی در سراسر جهان می باشد، به ویژه در مناطق سردسیر در سال ۱۹۶۰ مطالعات وسیعی و تحقیقاتی در این زمینه صورت گرفته است که تنها راه اصلاح و مرمت ترک هایی حرارتی موجود در رویه های آسفالتی که بدون استثنا در تمام ضخامت لایه های آسفالتی نفوذ میکند و به طور کلی از تغییرات دمای محیط، نوع قیر مصرفی، حساسیت حرارتی آن و سایر عوامل دیگر ناشی می شود، تخریب بازسازی آسفالت است و در غیر این صورت ترکها سريعا در روکش آسفالتی اجراشده بر روی آن ظاهر می شود.
۶-۲-تغيير شكل
تغییر شکل رویه های آسفالتی و ایجاد شیارهای طولی و فتیله شدن آسفالت از مسائل و مشکلات عمده ای است که به ویژه در شرایط ترافیک سنگین و بسیار سنگین وجود دارد این پدیده در بسیاری از موارد به نوع قیر مصرفی و طرح مخلوطهای آسفالتی است و لذا قبل از کاربرد افزودنی های این عوامل موردبررسی قرار گیرد. چنانچه قیر مصرفی زائد برای جلوگیری از ترکهای حرارتی از نوع قیرهای شل با درجه نفوذ بالا باشد الزامأ موجب کاهش سفتی یا STIFFNESS آسفالت در هوای گرم در نتیجه پدیده تغییر شکل در شرایط ترافیک سنگین می گردد. حتی اگر در طرح مخلوط آسفالتی کلیه نکات فنی رعایت گردد. در شکل ۲ معایب روسازی آورده شده است.
فهرست
۱- تاریخچه قير ۴
۲- ساختار قیر ۵
۳- خواص قیر ۵
۴- نقش قير ۶
۵- عمده ضعف قيرها ۷
۶- انواع معایب روسازی ۱۰
۶-۱- ترک های حرارتی ۱۱
۶-۲-تغيير شكل ۱۱
۶-۳- عریان شدگی سنگدانه ها ۱۳
۶-۴- قیر زدگی ۱۳
۶-۵- سخت شدن ۱۴
۶-۶- خستگی ۱۴
۶-۷- تاب سایشی ۱۵
۷- مواد افزودنی قير ۱۵
۷-۱- هدف از استفاده افزودنی ۱۶
۸- روش های اصلاح خواص قير ۱۷
۸-۱- روش شیمیایی ۱۷
۸-۲- روش فیزیکی ۱۷
۹- دسته بندی افزودنی ها ۱۸
۱۰- تحقیقات انجام شده بر روی قیر و افزودنیها ۱۹
۱۰-۱- بررسی رفتار کند روانی قیر VB اصلاح شده با پودر لاستیک ۱۹
۱۰-۲- تعيين خواص و اجراي آزمايشي آسفالت گوگردي ۲۱
۱۰-۳- ارزیابی و بررسی نقش مواد مضاف در اصلاح معایب و بهبود مشخصات مخلوط آسفالتی گرم ۲۳
۱۰-۴- تأثير کربنات کلسیم و نانو رس بر خواص رئولوژیکی قیر ۲۵
۱۰-۵- پیشرفتهای حاصله و چالش های موجود در زمینه پلیمرهای اصلاح کننده ۲۶
۱۰-۶- تأثير خاک رس ورمیکولیت منبسط ۲۸
۱۰-۷- اثر اسید پلی فسفریک بر خواص فیزیکی و ترکیبات شیمیایی و مورفولوژی قير ۳۰
۱۰-۸- برسی تأثیر سیلیکات الى لایه ای در خواص بازدارندگی حرارت و خواص پیرشدگی در قير ۳۲
۱۰-۹- اثر کلسیم مرکب از مواد ارگانیک و اسید بوریک در اصلاح قير ۳۳
۱۰-۱۱- ویژگی های ویسکوزیته قیر اصلاح شده ۳۸
۱۰-۱۲- بررسی خصوصیات و خواص رئولوژیکی قیر اصلاح شده با SBS + Sasobit 41
۱۰-۱۳- نانو سیلیس ۴۳
۱۰-۱۴- نقش نانو رس و نانو آهک هیدراته در حساسیت رطوبتی مخلوطهای آسفالتی ۴۵
۱۰-۱۵- بررسی دستاوردهای نانو فناوری در حوزه روسازی راه (زایکوسیل) ۴۶
۱۰-۱۶- اختلاط قیر و نانولوله کربنی ۴۷
۱۰-۱۶-۱- بررسی عمل اختلاط نانولوله کربن و قیر در مخلوط كن برش بالا ۵۰
۱۰-۱۶-۲- بررسی عمل اختلاط نانولوله کربن و قیر در مخلوطكن التراسونیک ۵۱
منابع ۵۲
| بررسی قیر اصلاح شده و انواع اصلاح کننده های قیر | |
| تعداد صفحات | ۵۵ |
| نوع فایل | Word |
| حجم فایل | ۳ Mb |