بررسی تأثیرنانوکامپوزیت sbr و نانورس بر خواص پیرشدگی قیر و عملکرد مخلوط آسفالتی

چکیده قیر به عنوان چسباننده ی سنگدانه ها در مخلوط آسفالتی به دلیل داشتن خاصیت ویسکوالاستیک بالا، به طور گسترده در روسازی راه ها مورد استفاده قرار می گیرد. به دلیل افزایش روزافزون وسایل نقلیه، تنوع شرایط آب و هوایی، روسازی های امروزی دچار پدیده هایی همچون، پیر شدگی، شیار شدگی، عریان شدگی و ترک های ناشی از خستگی می شوند. امروزه جهت بالا بردن عملکرد قیر در روسازی، استفاده از مواد اصلاح کننده مانند پلیمر، لاستیک، رس ، به وفور مشاهده می شود. در این میان، علی رغم استفاده بسیار زیاد ازاستایرن بوتادین لاستیک که یکی از موثر ترین افزودنی ها در قیر نام برده می شود، در بیش تر اوقات مواد پلیمری مانند sbr در بستر قیر، پایدار نیستند و به راحتی در زمان ذخیره سازی در دمای بالا از قیر جدا می شوند. به علاوه قیر اصلاح شده با sbr در دمای بالا عملکرد ضعیفی دارد. استفاده از فناوری نانو و ساخت نانوکامپوزیت sbr/nc، می تواند راه حلی برای این مشکلات باشد. در این تحقیق نانوکامپوزیتsbr/nc) ) به روش محلول و با نسبت معین و همچنین sbr به صورت لاتکس ساخته شدند و با درصد های مختلف جهت اصلاح عملکرد، به قیر خالص 70-60 اضافه گردیدند. بررسی مورفولوژی با استفاده از عکسبرداری فلورسانت نشان می دهد که تشکیل ساختار ورقه ورقه ای نانو کامپوزیت در قیرسبب پراکندگی نانوکامپوزیت و تشکیل شبکه مطلوب، در قیرمی شود. آزمایشات شارپ نشان می دهد افزودن نانوکامپوزیت به قیرسبب کاهش درصد افت وزنی نسبت به قیر حاوی sbr بعد از پیر شدگی کوتاه مدت می شود. با بالا رفتن درصد افزودنی ویسکوزیته چرخشی، افزایش می یابد. همچنین افزودن نانو کامپوزیت به قیر باعث بالا رفتن مدول برشی مختلط (g*)، شاخص شیارشدگی و کاهش زاویه فاز (?)، همچنین بالا رفتن عملکرد آن در دمای بالا می شود. آزمایش پایداری ذخیره سازی نشان می دهد که قیر اصلاح شده با نانو کامپوزیت، پایداری بیشتری در دمای بالا نسبت به قیر حاوی sbr دارد. آزمون bbr بیانگر این است که افزودن نانو کامپوزیت و لاتکس sbr در درصد های زیاد و کم باعث کاهش کارایی قیر در دمای پایین می شود ولی قیر حاوی لاتکسsbr از قیر حاوی نانوکامپوزیت عملکرد بهتری از خود در دمای پایین نشان می دهد. آزمایش خستگی به روش کشش غیر مستقیم با دستگاه utm بیان گر این است که قیر حاوی 5 درصد نانو کامپوزیت بیشترین مقاومت را در برابر خستگی دارد.