الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.
قیمت
قیمت این مقاله: 38000 تومان
(ایران ترجمه - Irantarjomeh)
توضیح
بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.
شماره
۹۷
کد مقاله
CVL97
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
مطالعه تجربی در باره خصوصیات پیر شدگی و مکانیسم قیر اصلاح شده آسفالت دریاچه ترینیداد
نام انگلیسی
Experimental study on aging properties and modification mechanism of Trinidad lake asphalt modified bitumen
تعداد صفحه به فارسی
۲۴
تعداد صفحه به انگلیسی
۶
کلمات کلیدی به فارسی
قیر دریاچه ترینیداد, قیر, پیر شدگی در اثر اکسایش حرارتی, پیر شدگی در اثر اشعه ماورای بنفش, طیف مادون قرمز, میکروسکوپ نیروی اتمی
کلمات کلیدی به انگلیسی
Trinidad lake asphalt, Bitumen, Thermo-oxidative aging, Ultraviolet aging, Infrared spectra, Atomic force microscope
مرجع به فارسی
ساز و ساخت و مصالح ساختمانی
دانشکده هایوی، دانشگاه چانگ آن، شی آن، چین
الزویر
مرجع به انگلیسی
Construction and Building Materials; Highway School, Chang’an University, Xi’an, China; Elsevier
کشور
چین
مطالعه تجربی در باره خصوصیات پیر شدگی و مکانیسم قیر اصلاح شده آسفالت دریاچه ترینیداد
مطالب برجسته این مقاله
TLA می تواند بطرز موثری مقاومت پیر شدگی اکسایش حرارتی و پیری- UV را بهبود بخشد.
اصلاح آسفالت توسط TLA بطور عمده یک اصلاح فیزیکی است.
TLA می تواند اثر فصل مشترک بین آسفالتین و دیگر مولفه ها را در قیر بهبود دهد.
آسفالت اصلاح شده با TLA یک سیستم پایدارتر از آسفالت عادی می باشد.
چکیده
قیر اصلاح شده آسفالت دریاچه ترینیداد (TLA) برای مطالعه اثر خواص پیری و مطالعه مکانیسم اصلاح تهیه گردید. مخلوط پیر شده توسط تست کوره لایه نازک ((TFOT، محفظه تسریع پیر شدگی (PAV) و تابش ماورای بنفش (UV) تهیه شد. مشخصات مورفولوژیکی قیر اصلاح شده بوسیله طیفِ مادون قرمز (IR) و میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) مورد بررسی قرار گرفت. نفوذ مانده (RP) می تواند افزایش یابد، در حالیکه شاخص پیری ویسکوزیته (VAI) و نقطه نرم شدگی پس از شبیه سازی فرآیند پیری کاهش می یابد. این مورد نشان می دهد که افزودن TLA می تواند بطرز موثری مقاومت پیری اکسایش حرارتی و پیری-UV را بهبود بخشد. درجه حساس نسبت نقطه نرم شدگی، بالاتر از اما از RP کمتر بود. با توجه به طیف IR، هیچگونه پیک جذب جدیدی برای افزایش TLA وجود نداشته و فرآیند اصلاح بطور عمده فیزیکی تلقی شده است. بررسی میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM)، نشان داد که افزودن TLA سبب تغییر اثر فصل مشترک بین آسفالتین و دیگر مولفه های قیر برای تشکیل سیستم پایدارتر می گردد. علاوه بر این، اثر مشترک فاز پاشیده باعث بهبود استحکام سیستمی، نقطه نرم شدگی و ویسکوزیته می گردد.
کلمات کلیدی: قیر دریاچه ترینیداد، قیر، پیر شدگی در اثر اکسایش حرارتی، پیر شدگی در اثر اشعه ماورای بنفش، طیف مادون قرمز، میکروسکوپ نیروی اتمی.
خصوصیات پیر شدگی و مکانیسم قیر اصلاح شده آسفالت دریاچه ترینیداد
۱- مقدمه
با در نظرگیری خواص ویسکوالاستیک بسیار عالی قیر در روسازی آسفالت، این ماده بعنوان یک محصول ترجیحی همواره مورد توجه بوده است [۱]. با این حال، قیر با توجه به قرار گیری در معرض هوا، گرما و نور UV در طول ذخیره سازی، حمل و نقل، ساخت و ساز و مراحل کاربردی ممکن است دچار پدیده پیرشدگی شود [۲]. در سالهای اخیر، مواد آسفالتی کاملا اصلاح شده، بمنظور افزایش عملکرد روسازی بخصوص افزایش مقاومت در برابر پیری، بطور گسترده مورد جستجو و استفاده قرار گرفته اند [۳]. قیر دریاچه ترینیداد، بتدریج بعنوان ماده اصلاحی برای افزایش استحکام روسازی مورد استفاده قرار گرفته است [۴]. علاوه بر این، مشخص شد که پایداری مارشال، مدول الاستیک و تنش کششی در تست آزمایشگاهی افزایش یافتند [۵]. با این وجود، بواسطه عدم تحقیقات کامل در این زمینه قیر اصلاح شده با TLA بطور غالب بعنوان ماده ضد آب در عرشه پل مورد استفاده قرار گرفته است [۶،۷]. علاوه بر این، دستوالعمل تجربی و آزمون شاخص هنوز هم برای مخلوط TLA با قیر متداول استفاده می شود چرا که خواص اساسی مربوطه بخوبی شناخته نشده است [۸]. هیچ گزارش دقیقی در مورد اثر قیر اصلاح شده با TLA بر خواص پیری وجود ندارد.
توصیف عملکرد پیری و ارائه توضیح لازم در خصوص مکانیسمِ اصلاحی بمنظورِ گسترش کاربرد این فرآیند دارای اهمیت قابل توجهی می باشد. در این مطالعه، خواص پیری قیر اصلاح شده با TLA توسطِ آزمایشاتِ PAV، TFOT و پیری UV مورد بررسی گرفت. علاوه بر این، مکانیسمِ پیری بوسیله بررسی ساختار شیمیایی و ساختار تجمعی از طریق آزمونهای FT-IR و AFM، آنالیز گردید.
خصوصیات پیر شدگی و مکانیسم قیر اصلاح شده آسفالت دریاچه ترینیداد
۲- ویژگیهای آزمایشی
۲-۱٫ مواد
قیر با درجه نفوذِ ۹۰/۷۰ بعنوانِ قیر خالص و TLA بعنوانِ اصلاح کننده ها یا ماده اصلاحی استفاده گردید. خصوصیاتِ فیزیکی و مولفه شیمیایی در جداول زیر لیست شده اند (جداول ۱ و ۲).
۲-۲٫ تهیه قیر اصلاح شده
قیرِ خالص توسطِ ذوب و اختلاطِ در حدود ۱۸۰ درجه سانتیگراد حاصل گردید. اصلاح کننده، یک مقدار خاصِ (۵ wt%، ۱۰ wt%, 20 wt% and 30 wt) TLA، با روشِ افزودن خارجی و هم زنی برای ۶۰ دقیقه، به قیر خالص افزوده شد. علاوه بر این، برای نمونه دیگر قیر خالص و بمنظور بدست آوردنِ نمونه ای دیگر، همان فرآیند انجام گردید.
۲-۳٫ رویه های پیر شدگی
تستِ TFOT (تستِ اثر هوا و حرارت بر لایه نازکی از قیر) بر مخلوط، طبقِ استاندارد ASTM D1754 بمدت ۵ ساعت در دمای ۱۶۳ درجه سانتیگراد انجام گردید. تست های خاصیت فیزیکی توسط تستِ TFOT بر روی نمونه پیر شده اعمال شد. سرانجام تست محفظه تسریع (PAV) بر روی نمونه پیر شده بر طبقِ استاندارد ASTM D 6521 با استفاده از دستگاه پیرشدگی فشاری آسفالت انجام شد [۹،۱۰]. شرایطِ PAV بر حسب مشخصه ۱۰۰ درجه سانتیگراد، ۲٫۱ مگاپاسکال و بمدت ۲۰ ساعت کنترل شد.
۲-۴٫ تست خواص فیزیکی
خواص فیزیکی شامل نفوذ ، نقطه نرمی و ویسکوزیته که به بترتیب، بر طبقِ طبقه بندیهای و چینی ها مورد تست قرار گرفتند [۱۶-۱۴].
۲-۵٫ تهیه نمونه برای تست طیف مادون قرمز (IR)
پودرِ TLA بعنوانِ قطعاتِ (بشکلِ ساچمه) کوچکِ KBr مورد تست قرار گرفت، و نمونه آسفالتی برای تهیه محلول های ۵% وزنی، در محلولِ ترکیب شد. محلول بصورت قطره قطره و با مهارت به قطعاتِ KBr اضافه گردید و حلال توسط طیف سنج FT-IR حذف شد.
۲-۶٫ تهیه نمونه تست AFM
نمونه با قرار دادنِ آسفالت گرم بر روی پرک شیشه تهیه شده و قطر لایه نیز می بایست به میزان ۱۰ میلیمتر کنترل شود. دماهای کاری در ۵ درجه سانتیگراد تنظیم شد. نمونه در یک میکروسکپ اتمی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. مود پیمایشی بصورت ضربه زنی با میله Si3N4 در نظر گرفته شد.
خصوصیات پیر شدگی و مکانیسم قیر اصلاح شده آسفالت دریاچه ترینیداد
۳- نتایج و مباحث
۳-۱٫ نفوذ مانده
شکلِ ۱(a)، نفوذ مانده (RP) مربوط به قیر پیر شده تحتِ TFOT با دوزِ (مقدار) افزایشِ مختلفِ TLA را نشان می دهد. برای SK-70، مقدار RP از ۶۶ الی ۹۰ با افزودنِ بیشتر TLA، افزایش می یابد که نشان می دهد افزودنِ TLA بطور قابل ملاحظه ای می تواند عملکرد اکسایشِ حرارتی را در کوتاه مدت بهبود بخشد. در مقایسه با SK-70، مقدارِ RP مربوط به SK-90 بزرگتر بود که نشان داد افزودنِ TLA دارای اثر بهبود عملکردی بیشتری می باشد. شکلِ ۱(b)، RP مربوط به قیرِ پیر شده تحتِ PAV با دوز مختلفِ TLA را نشان می دهد، برای SK-70، مقدار RP از ۶۶ الی ۹۰ با افزوده شدنِ TLA به میزان ۲۰%، افزایش می یابد. مشابه با نتیجه TFOT، SK-90 آسفالت، عملکردِ اکسایش حرارتی بلند مدتِ بهتری نسبت به SK-70 آسفالت تحتِ اثر بهبودبخشِ همانِ دوز از افزودنِ TLA را ارائه می کند.
۳-۲٫ افزایشِ نقطه نرمی
شکلِ ۲(a)، مربوط به قیر پیر شده تحتِ TFOT را با افزودنِ دوزهای مختلفِ TLA، نشان می دهد. می توان دریافت که مربوط به قیر اصلاح شده با SK-70 در مقایسه با قیر خالص کاهش می یابد که علت آن افزودنِ TLA و بهبودِ عملکردِ اکسایشِ حرارتی می باشد.
۳-۳٫ شاخص پیر شدگی ویسکوزیته
شکل ۴، شاخصِ پیری ویسکوزیته محاسبه شده توسطِ ویسکوزیته را در دمای ۱۳۵ درجه سانتیگرادِ قیر اصلاح شده با TLA قبل و بعد از پیری TFOT، PAVA و UV، نشان می دهد. برای پیری TFOT و PAV، VAI با افزایشِ دوزِ TLA بتدریج کاهش می یابد. برای پیری UV، VAI مربوط به قیر اصلاح شده با SK-70 ابتداء افزایش و سپس بتدریج کاهش می یابد، با این حال، VAI مربوط به قیر اصلاح شده با SK-90 بموازاتِ فرآیند پیری بتدریج کاهش می یابد. کاهش، بخصوص در هنگامِ افزودنِ ۳۰% آشکار می باشد، که همچنین نشان می دهد که افزودنِ TLA می تواند بطور گسترده عملکرد مقاومتِ اکسایش حرارتی و پیری UV را بهبود بخشد.
۳-۴٫ آنالیز طیف مادون قرمز
طیفِ IR مربوط به TLA، قیر خالص SK-70 و قیر خالص SK-70 اصلاح شده با TLA در شکل(a) 5، نشان داده شده اند. برای TLA، می توان مشاهده نمود که باندِ عریضِ جذب قرار گرفته در ، حداکثر نوسانِ جذبِ هیدروکسیل را درون سطح TLA گسترش می دهد؛ نقاط حداکثرِ و بصورت نامتقارن گسترش می یابند و نقطه حداکثرِ گسترش متقارن مربوط به متیلِن می گردد؛ حداکثر جذب در بعلت پیوند دوگانه مزدوج می باشد؛ حداکثر شدتِ جذبِ بالا در و بترتیب ناشی از نوسانِ متیلِن و آمبرلا می باشد. حداکثر شدتِ جذبِ بالا در بعلت خاکسترهای درون TLA می باشد که می تواند ارتعاش کششی باند را سبب شوند.
۳-۵٫ آنالیز AFM
شکل ۶، مشخصات مرفولوژی AFM مربوط به قیرSK-70 و SK-90 را قبل و بعد از اصلاح نشان می دهد. با توجه به شکل (a)6، برای قیر SK-70 یک ساختار لانه زنبوری مشاهده می شود. می توان نتیجه گرفت که ساختار لانه زنبوری به سببِ تفاوت عمده در ساختار پلاریته و ملکولی بینِ مولکلهای آسفالتین و قیر پیرامون در دمای تستِ ۵ درجه سانتیگراد، حاصل می گردد. هنگامی که آسفالتین نمی تواند بخوبی با مولکولهای قیر پیرامون، حل و پراکنده شود، خطوطِ روشن و تاریک بعنوان رسوبِ آسفالتین تشکیل می شود. با این حال، ساختارِ لانه زنبوری یا خطوط روشن و تاریک مشخصی دیده نمی شود اما نقاطِ توزیع شده در مناطق جزئی برای قیر SK-90 در شکل (b)6 مشاهده می گردد. می توان اینگونه توضیح داد که خصوصیات شیمیایی قیر و دیگر مولفه های شیمیایی SK-90 به اندازه کافی برای انحلالِ آسفالتین در دمای تست، نزدیک می باشند.
خصوصیات پیر شدگی و مکانیسم قیر اصلاح شده آسفالت دریاچه ترینیداد
۴- نتیجه گیری
در مقایسه با ، نسبتِ نقطه نرمی نسبت به پیر شدگی قیر دارای حساسیت بیشتری می باشد و درجه توصیفِ عملکردِ مقاومت پیری کاملا” دقیق است. با این حال، درجه حساسیت از RP کمتر خواهد بود.
در مقایسه با قیر اصلاح نشده، برای قیر اصلاح شده با TLA بر حسب پیر شدگی TFOT، PAV و UV، می توان مشاهده نمود که RP بوضوح افزایش می یابد، در حالی که نسبتِ نقطه نرمی و VAI بشدت کاهش می یابند. این مورد نشان می دهد که افزودنِ TLA می تواند بطور موثری مقاومت پیر شدگی اکسایش حرارتی و پیری UV را افزایش دهد.
نتایجِ طیف IR نشان می دهد که پیک های جدید جذب برای افزودن TLA و اصلاح TLA بر روی قیر بطور عمده شاملِ اصلاح فیزیکی می شوند.
بررسی AFM نشان می دهد که در مقایسه با دیگر قیر خالص، توصیفِ مورفولوژی نرمتر بوده، ابعادِ ساختار لانه زنبوری بطور مشخص کاهش یافته و توزیع در سیستم یکنواخت تر می باشد. همانگونه که ساختار زنبوری تحتِ تأثیر آسفالتین قرار می گیرد، افزودنِ TLA اثر فصل مشترکِ بینِ آسفالتین و دیگر مولفه ها را در قیر خالص برای تشکیل سیستم با ثبات تر، تغییر می دهد. علاوه بر این، اثرِ ارتباطِ فازِ پراکنده در قیر اصلاح شده می تواند صلبیت سیستم و نیز نقطه نرمی و ویسکوزیته را بهبود بخشد.
لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
