توسعه یک الاستومر ترموپلاستیک جدید (TPE) – آسفالت اصلاح شده
۱
Shandong Hi-Speed Infrastructure Construction Co., Ltd., Jinan 250000, China
۲
آزمایشگاه کلیدی صنعت حمل و نقل سازه و مصالح راه، پکن ۱۰۰۰۸۸، چین
۳
موسسه تحقیقاتی وزارت حمل و نقل بزرگراه، پکن ۱۰۰۰۸۸، چین
*
نویسنده ای که مسئول است باید ذکر شود.
ساختمان ها ۲۰۲۳، ۱۳(۶)، ۱۴۵۱; https://doi.org/10.3390/buildings13061451 (ثبت DOI)
دریافت: ۲۷ مارس ۲۰۲۳
/
بازبینی شده: ۵ مه ۲۰۲۳
/
پذیرش: ۲۵ مه ۲۰۲۳
/
تاریخ انتشار: ۲ ژوئن ۲۰۲۳
/
بازبینی شده: ۵ مه ۲۰۲۳
/
پذیرش: ۲۵ مه ۲۰۲۳
/
تاریخ انتشار: ۲ ژوئن ۲۰۲۳
(این مقاله متعلق به شماره ویژه است نوآوری در مصالح روسازی)
خلاصه
:
استفاده از پلاستیک (بازیافت) و پودر لاستیک ولکانیزه (ضایعات) پلیمر اصلی مواد خام است و افزودنی‌های آلی کامپوزیت برای ترکیب کامل با اجزای آسفالت انتخاب می‌شوند. واکنش‌های فیزیکی و شیمیایی بین اجزای مختلف در اختلاط دینامیکی تکمیل می‌شود و یک ساختار مورفولوژیکی شبیه به الاستومرهای گرمانرم (TPEs) و یک ماده آلیاژی بسیار آسفالت‌شده گرمانرم ایجاد می‌کند. آسفالت اصلاح شده با TPE نه تنها به طور قابل توجهی پایداری آسفالت پایه در دمای بالا را بهبود می بخشد، بلکه دارای ارزش اجتماعی و اقتصادی استفاده منطقی از منابع و تبدیل زباله به گنج است. مطالعات بسیار کمی در مورد تهیه فرمولاسیون آسفالتی با ویسکوزیته بالا با استفاده از لاستیک و پلاستیک به عنوان اصلاح کننده وجود دارد. در این مطالعه، لاستیک، پلاستیک و نرم‌کننده‌ها به آسفالت پایه اضافه شدند و فرمول‌های اصلاح‌کننده TPE از طریق تحقیق در مورد سری جدید اصلاح‌کننده TPE و فرمول‌های کاربردی، فرآیند آماده‌سازی و خواص آسفالت اصلاح‌شده آن توسعه یافتند. در همین حال، روش تهیه اصلاح کننده آلیاژ لاستیک-پلاستیک تعیین شد. عملکرد آسفالت اصلاح‌شده با TPE از طریق آزمایش‌های تأیید عملکرد برای ارزیابی اثر اصلاح‌کننده اصلاح‌کننده بر روی آسفالت پایه تأیید شد. نتایج آزمایش نشان داد که شاخص‌های نفوذ، نقطه نرم شدن، شکل‌پذیری و ویسکوزیته آسفالت اصلاح‌شده با TPE از طریق فرمول‌بندی پیشنهادی توسعه یافته است و الزامات مشخصات آسفالت اصلاح‌شده با ویسکوزیته بالا را برآورده می‌کند. اصلاح کننده های لاستیکی و پلاستیکی به طور قابل توجهی پایداری آسفالت پایه در دمای بالا را بهبود بخشیدند. علاوه بر این، اصلاح کننده لاستیک-پلاستیک اثر چسبندگی قابل توجهی داشت، با ویسکوزیته دینامیکی ۶۰ درجه سانتیگراد و ویسکوزیته چرخشی برینل بسیار بیشتر از آسفالت و آسفالت لاستیکی. مکانیسم میکروسکوپی آسفالت اصلاح‌شده با TPE جدید با میکروآنالیز فلورسانس مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که اصلاح کننده لاستیک-پلاستیک به طور کامل در آسفالت متورم شد و به صورت یک لخته به طور یکنواخت در آسفالت پراکنده شد. ساختار شبکه آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعاتی فعال تر یکنواخت تر و متراکم تر بود که در نتیجه عملکرد خوبی از آسفالت اصلاح شده داشت و ذخیره پایدار آسفالت اصلاح شده به دست آمد. از طریق فرمول‌بندی مناسب، عملکرد جامع آسفالت اصلاح‌شده با TPE به‌دست‌آمده الزامات کاربرد و ساخت روسازی را برآورده می‌کند و یک مبنای نظری خوب برای ارتقای آسفالت اصلاح‌شده با TPE فراهم می‌کند.
کلید واژه ها:
الاستومر ترموپلاستیک; آسفالت اصلاح شده با لاستیک اسکارپ/پلاستیک; کارایی; میکرو مکانیزم
۱٫ معرفی
در حال حاضر، ضایعات مختلف محصولات لاستیکی و ضایعات محصولات پلاستیکی (معمولاً به عنوان ضایعات لاستیک و مواد پلاستیکی شناخته می‌شوند) و سایر مواد در حال افزایش هستند. میزان ضایعات لاستیک و لاستیک تولید شده در هر سال به طور محافظه کارانه بیش از ۱۵ میلیون تن تخمین زده می شود. با تولید کالاهای پلاستیکی که بیش از ۲۱ میلیون تن در سال است و با نرخی حدود ۱۰ درصد در سال رشد می کند. چین یکی دیگر از کشورهای مهم تولید کننده پلاستیک در جهان است. مقدار زیادی زباله به تدریج “آلودگی سیاه” و “آلودگی سفید” را تشدید می کند که ناگزیر منجر به مسائل اجتماعی و زیست محیطی فاجعه بارتر می شود. [۱].
در حال حاضر، بازیافت زباله های پلاستیکی و لاستیک یک راه موثر برای حفاظت از محیط زیست و همچنین تنها روش برای توسعه پایدار است. در این میان استفاده از پودر لاستیک زباله برای تولید آسفالت اصلاح شده نقش مهمی در حفظ منابع و حفاظت از محیط زیست دارد. [۲]. از طریق تعداد زیادی از مطالعات تجربی و شیوه های مهندسی، نشان داده شده است که اختلاط پودر لاستیک به دست آمده از آسیاب کردن لاستیک به آسفالت نفتی می تواند عملکرد آسفالت در دمای بالا و پایین، عملکرد ویسکوالاستیک و عملکرد ضد پیری را بهبود بخشد. [۳]. تعداد زیادی از مطالعات روی مخلوط‌های آسفالت لاستیکی نشان داده‌اند که مخلوط‌های آسفالت لاستیکی در مقایسه با مخلوط‌های آسفالتی معمولی عمر طولانی‌تری دارند و می‌توانند صدای رانندگی را کاهش دهند، ترک‌های بازتابنده را کاهش دهند، چسبندگی مواد چسبنده با سنگ‌دانه‌ها را بهبود بخشند، مقاومت در برابر لغزش روسازی را بهبود بخشند. و مقاومت در برابر سایش، و همچنین بهبود راحتی رانندگی، جذب نور، و کاهش تحریک نور قوی روی عینک، از جمله مزایای دیگر [۴]. از سوی دیگر، با توسعه صنعت پلاستیک، آسفالت اصلاح شده با پلاستیک در حال حاضر جایگاهی را در بازار مواد جاده ای به خود اختصاص داده است. پلاستیک ها می توانند عملکرد آسفالت در دمای بالا را تا حد زیادی بهبود بخشند، در حالی که آسفالت اصلاح شده با پلاستیک نقش مهمی در بهبود عملکرد مخلوط در دمای بالا ایفا می کند. با این حال، پلاستیک ها به بهبود عملکرد آسفالت در دمای پایین کمک نمی کنند، در عوض پلاستیک ها عملکرد آسفالت در دمای پایین را کاهش می دهند. [۵].
طبق مطالعات مربوطه، اصلاح کننده های TPE به طور قابل توجهی انعطاف پذیری آسفالت را در دماهای بالا افزایش می دهند. استایرن-بوتادین-استایرن (SBS) که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، یکی از مواد به اصطلاح “TPE” یا الاستومرهای ترموپلاستیک است. [۶]. به لطف پیشرفت‌های فناوری شیمی پلیمر که منجر به پیشرفت‌های مداوم در این زمینه شده است، اکنون می‌توان از لاستیک و پلاستیک زباله برای تغییر آسفالت استفاده کرد. [۷]. به ویژه در زمینه تقویت افزودنی، پایداری و پراکندگی یکنواخت، توسعه موادی که در گذشته با موفقیت مورد بررسی قرار نگرفته اند، اکنون شرایط کاربرد بهتری را فراهم کرده است. در این زمینه، گسترش انتخاب مواد ضروری است، در سال های اخیر، آسفالت اصلاح شده با SBS تنوع اصلی مطلق در ساخت بزرگراه های درجه بالا در چین بوده است. [۸]. از طریق مقایسه عملکرد هزینه مصالح مختلف تحت شرایط فنی جدید و مطالعه شرایط قابل اجرا، لازم است انواع کاربرد آسفالت اصلاح شده متنوع شود و جهت کاربرد مربوطه آنها اصلاح شود. [۸].
با توسعه و استفاده از پلیمرهای جدید، استفاده از آسفالت لاستیکی به تدریج کاهش یافته است که منجر به افزایش استفاده از آن برای تهیه آسفالت شده است و آسفالت اصلاح شده با پلی اتیلن به عنوان یک “بازیگر جدید” در زمینه فناوری آسفالت اصلاح شده ظهور می کند. [۹]. ایالات متحده تحقیقات گسترده ای در مورد آسفالت خطی اصلاح شده با پلی اتیلن با چگالی کم (LLDPE) انجام داده است. این تحقیق LLDPE را به آسفالت اضافه کرده است تا آسفالت اصلاح شده با استحکام کششی بالا، مقاومت در برابر سرما و مقاومت در برابر خزش به دست آید. آسفالت اصلاح شده با پلی اتیلن اتریش حق ثبت اختراع به نام Novophalt را به دست آورده است و به طور گسترده در روسازی های آسفالت در سراسر جهان استفاده می شود. [۱۰]. ژاپن از ضایعات پلی اتیلن برای تهیه آسفالت اصلاح شده استفاده می کند که انعطاف پذیری و دوام آسفالت را در دماهای پایین بسیار بهبود می بخشد و سطح جاده را از ترک های آشکار، شکستگی ها و گودال ها در فصل زمستان به دلیل سرمای شدید عاری می کند و اجرای آن آسان تر می شود. [۱۱]. در حال حاضر، یکی از مهم ترین مشکلات آسفالت اصلاح شده با پلی اتیلن این است که پلی اتیلن به طور طبیعی نمی تواند پراکندگی مداوم و یکنواخت ذرات را در آسفالت حفظ کند، به این معنی که پایداری ذخیره سازی ندارد.
در سال های اخیر، محققان شروع به مطالعه آسفالت اصلاح شده با کامپوزیت لاستیک-پلاستیک کرده اند. با افزودن اصلاح کننده لاستیک و کامپوزیت پلاستیک (TPE) به آسفالت پایه برای مطالعه آسفالت اصلاح شده، مشخص شد که پایداری آسفالت اصلاح شده در دمای بالا بسیار برجسته است. از طریق تحلیل اقتصادی، برای نشان دادن هزینه کم و مزایای اقتصادی آلیاژ لاستیک-پلاستیک، فتحی و همکاران. تحقیقات بیشتری روی آلیاژ لاستیک-پلاستیک (TPE) انجام داد و آسفالت اصلاح شده با TPE را با آسفالت اصلاح شده با SBS مقایسه و تجزیه و تحلیل کرد. مشخص شد که برخی از فرمولاسیون های آسفالت اصلاح شده با TPE عملکرد بهتری در دمای بالا نسبت به آسفالت اصلاح شده با SBS دارند، اما افزودن TPE عملکرد آسفالت در دمای پایین را کاهش می دهد. [۱۲]. ماگیولی و همکاران مخلوط‌های الاستومر گرمانرم متشکل از ۳۰% پلی پروپیلن و ۷۰% لاستیک‌های لاستیکی آسیاب شده با موفقیت از طریق فرآیند ولکانیزاسیون پویا، چه خالص و چه ترکیب شده با کوپلیمر اصلی استایرن بوتادین، شامل نسبت‌های مختلف پراکسید دی کربوکسیلیک و ایمید ایزوفتالیمید (BMI) تهیه شده است. این ترکیب دارای استحکام کششی و کشیدگی نهایی عالی در هنگام شکست، قابل مقایسه با سایر سیستم‌های گرمانرم گرمانرم، و همچنین خواص پردازش مجدد خوبی از خود نشان داد که برای چندین کاربرد بالقوه مفید بود. [۱۳]. نظام الدین و همکاران بررسی کرد که چگونه استفاده از سازگارکننده‌های نوآورانه می‌تواند به تثبیت مخلوط‌های آسفالت لاستیک-پلاستیک بازیافت شده در طول ذخیره‌سازی در دمای بالا کمک کند. در عین حال، پایداری ذخیره‌سازی، خواص رئولوژیکی، خواص حرارتی و خواص فیزیکی لاستیک و آسفالت اصلاح‌شده با پلی اتیلن کم‌چگالی بازیافتی در حضور و عدم وجود سازگارکننده‌ها مورد مطالعه قرار گرفت. [۱۴].
هنگام مطالعه آسفالت اصلاح شده با آلیاژ لاستیک-پلاستیک، بسیاری از محققان با موفقیت مفهوم “آلیاژ” را به عاریت گرفتند و پیشنهاد تهیه اصلاح کننده های آلیاژ لاستیک-پلاستیک و آسفالت اصلاح شده با آلیاژ لاستیک-پلاستیک را پیشنهاد کردند. [۱۵]. وانگ و همکاران عملکرد فنی آسفالت اصلاح‌شده با پودر لاستیک پلی‌اتیلن/ضایعات را بررسی کرد و نشان داد که تحلیل و ارزیابی عملکرد فنی آسفالت اصلاح‌شده با کامپوزیت از طریق مشخصات اتصال دهنده برنامه تحقیقاتی استراتژیک بزرگراه (SHRP) منطقی است. [۴]. مولاژ آسفالت اصلاح شده را با استفاده از پودر لاستیک و ضایعات پلاستیک (پلی پروپیلن و پلی اتیلن) تهیه کرد و مکانیسم واکنش آسفالت اصلاح شده کامپوزیتی را مطالعه کرد. [۱۶]. ماو و همکاران آسفالت اصلاح‌شده با TPE را با آسفالت اصلاح‌شده با SBS مقایسه و آنالیز کرد و دریافت که برخی از فرمول‌بندی‌های آسفالت اصلاح‌شده با TPE عملکرد بهتری در دمای بالا نسبت به آسفالت اصلاح‌شده با SBS دارند، اما افزودن TPE باعث کاهش عملکرد آسفالت در دمای پایین می‌شود. [۱۷]. ردی و همکاران بیشتر مورد مطالعه قرار گرفت و پودر لاستیک، پلی اتیلن، سنگ آسفالت و SBR به آسفالت پایه برای اصلاح کامپوزیت برای به دست آوردن یک آسفالت اصلاح شده با ویسکوزیته بالا اضافه شد. از طریق تأیید عملکرد جاده، مشخص شد که عملکرد مخلوط OGFC عالی بود [۱۸]. خو و همکاران سه نوع اصلاح کننده لاستیک-پلاستیک و آسفالت اصلاح شده را تهیه کرد و آزمایش عملکرد جاده را برای سه نوع آسفالت اصلاح شده انجام داد. خو و همکاران تحقیقات عمدتاً در مورد عملکرد جاده آسفالت اصلاح شده با لاستیک و آلیاژ پلاستیک انجام شده است و نتایج آن نشان می دهد که به عنوان یک ماده اصلاح شده جدید، آسفالت اصلاح شده با آلیاژ لاستیک-پلاستیک عملکرد دمایی کمتری نسبت به آسفالت اصلاح شده با SBS ندارد، بلکه خوب است. عملکرد در دمای پایین کی و همکاران بر اساس تجزیه و تحلیل اجزای پودر لاستیک زباله و زباله های پلاستیکی. اصلاح کننده های ضایعاتی آلیاژ لاستیک-پلاستیک با نسبت های مختلف لاستیک-پلاستیک تهیه کرد، مکانیسم اصلاح اصلاح کننده های ضایعات آلیاژ لاستیک-پلاستیک را بر روی آسفالت پایه تجزیه و تحلیل کرد و عملکرد فنی و پایداری ذخیره سازی آسفالت اصلاح شده با آلیاژ لاستیک-پلاستیک را آزمایش کرد. [۱۹]. نتایج نشان داد که وقتی نسبت لاستیک به پلاستیک ۷:۳ بود، پودر لاستیک زباله و پلاستیک زباله سازگاری خوبی داشتند. فرآیند اختلاط لاستیک زباله و ضایعات پلاستیک و فرآیند اصلاح آسفالت پایه توسط اصلاح کننده های ضایعاتی آلیاژ لاستیک-پلاستیک عمدتاً اثرات فیزیکی هستند. اصلاح کننده آلیاژ لاستیک-پلاستیک زباله سازگاری خوبی با آسفالت پایه دارد و به طور قابل توجهی عملکرد جاده آسفالت پایه را بهبود می بخشد. [۲۰]. چن و همکاران اثر نسبت کیفیت مواد خام بر عملکرد آسفالت ترموپلاستیک اصلاح شده با الاستومر را مورد مطالعه قرار داد. نتایج تجربی نشان داد که نسبت جرم پودر چسب مبتنی بر آب و SBS تأثیر مهمتری بر نفوذپذیری، نقطه نرم شدن و شکل‌پذیری، ویسکوزیته، عملکرد ذخیره‌سازی در دمای بالا، نرخ بازیابی الاستیک و خواص رئولوژیکی دینامیکی TPE اصلاح‌شده دارد. آسفالت [۲۱].
در سال‌های اخیر، برخی از محققان تحقیقات سیستماتیکی را روی آسفالت اصلاح‌شده با پودر لاستیک ضایعاتی انجام داده‌اند. با این حال، بین عملکرد آسفالت اصلاح شده اصلاح شده با پودر لاستیک به تنهایی و عملکرد آسفالت اصلاح شده با SBS فاصله وجود دارد. [۲۲]. به عنوان مثال، به عنوان موضوع تحقیق فعلی، شاخص نقطه نرم شدن دمای بالا آسفالت اصلاح شده با SBS می تواند به حدود ۸۰ درجه سانتی گراد برسد، در حالی که آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک معمولاً تنها به حدود ۶۰ درجه سانتی گراد می رسد. شاخص شکل پذیری در دمای پایین نیز کمتر از آسفالت اصلاح شده با SBS است [۲۳]. با قضاوت از سهم آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک و آسفالت اصلاح شده با SBS مورد استفاده در جهان، اگرچه آسفالت پودر لاستیک کاربردهای زیادی دارد، اما نمی تواند اساساً موقعیت اصلی آسفالت اصلاح شده تهیه شده با استفاده از الاستومر ترموپلاستیک SBS را متزلزل کند. [۲۴]. مواد TPE آلیاژ لاستیک-پلاستیک مورد مطالعه در این مقاله توسعه اصلاح پودر لاستیک خالص است. از منظر اصول فنی، لاستیک می‌تواند به آسفالت خاصیت ارتجاعی بدهد، در حالی که رزین می‌تواند به آسفالت استحکام بدهد و آسفالت را قادر می‌سازد ویژگی‌های لاستیک و رزین را داشته باشد، در نتیجه مواد TPE آلیاژی لاستیک-پلاستیک را قادر می‌سازد تا عملکرد کوپلیمر بلوک SBS را به دست آورند. مواد TPE
در این مقاله، سریال‌سازی و عامل‌سازی اصلاح‌کننده‌های جدید آلیاژ لاستیک-پلاستیک (TPE)، و همچنین فرآیند آماده‌سازی و خواص مورد مطالعه قرار گرفت. نسبت مخلوط مخلوط آسفالت اصلاح کننده TPE جدید طراحی شد. فرمول‌های اصلاح‌کننده آلیاژ لاستیک-پلاستیک توسعه یافتند، سپس طرح‌های طراحی فرمول‌بندی و طرح‌های فناوری پردازش پیشنهاد شدند. پس از آن، روش آماده سازی اصلاح کننده آلیاژ لاستیک-پلاستیک تعیین شد. با تجزیه و تحلیل عملکرد دماهای بالا و پایین، حساسیت دما، عملکرد پیری و خواص رئولوژیکی آسفالت جدید اصلاح‌شده با آلیاژ لاستیک-پلاستیک، مبنای نظری برای پیشنهاد استانداردهای فنی مرتبط با عملکرد جاده بهبود می‌یابد.
۲٫ مواد و روشها
۲٫۱٫ مواد
۲٫۱٫۱٫ قوام دهنده آسفالت
در مورد آسفالت پایه، از ESSO 70# استفاده شده است و شاخص های فنی آن الزامات آسفالت سنگین ۷۰# را در مشخصات فعلی چینی “مشخصات فنی برای ساخت روسازی آسفالت بزرگراه” (JTG F40-2004) برآورده می کند، همانطور که در نشان داده شده است. میز ۱.
۲٫۱٫۲٫ مواد خام اصلاح کننده TPE
پودر لاستیک زباله مورد استفاده در مطالعه تجربی در این مقاله، پودر لاستیک ریز ضایعات نام تجاری MOZHU (80 مش) است که توسط کارخانه محصولات لاستیکی Tianjin Tianyuanheng تولید شده است. شاخص های فیزیکی آن در نشان داده شده است جدول ۲.
پلاستیک زباله از بطری های پلاستیکی بازیافتی برای خرد کردن پلی اتیلن خطی با چگالی کم استفاده می کند و شاخص های فنی خاص در زیر نشان داده شده است. جدول ۳.
این افزودنی یک نرم کننده بود، یک ماده پودری سفید که عمدتاً برای افزایش حلالیت و کاهش ویسکوزیته عمل می کرد. تثبیت کننده مورد استفاده در این مطالعه یک تثبیت کننده کامپوزیتی متشکل از گوگرد عنصری و یک تثبیت کننده آسفالت اصلاح شده تجاری و همچنین یک تثبیت کننده خودساخته بود. میزان تثبیت کننده در این مطالعه ۱٫۵‰ (درصد محتوای آسفالت) بود. عامل سازگاری مورد استفاده روغن لاستیک غنی از ترکیبات معطر بود.
۲٫۲٫ طرح تست
این مطالعه بر اساس تحقیقات قبلی روی پودر لاستیک و آسفالت های اصلاح شده با پلاستیک است، و مواد TPE ساخته شده از آلیاژهای لاستیک-پلاستیک بررسی شده در این مطالعه نشان دهنده یک پیشرفت در اصلاح آسفالت با استفاده از پودر لاستیک خالص یا پلاستیک است. به اصطلاح نوع جدید آلیاژ لاستیک-پلاستیک، الاستومر ترموپلاستیک (TPE) است. این بر اساس وضعیت واقعی در چین است و بر منابع فراوان لاستیک و مواد پلاستیکی زباله در صنعت داخلی متکی است. از طریق اکتشاف فرآیند و فرمولاسیون، نوعی از مواد آسفالت “آلیاژی” بسیار پلیمریزه شده توسعه یافته است. پلاستیک های بازیافتی و پودر لاستیک ولکانیزه (ضایعات) به عنوان مواد اولیه پلیمری اصلی استفاده می شود و پلاستیک های بازیافتی و پودر لاستیک ولکانیزه ضایعات مواد اولیه پلیمری اصلی هستند. در طی فرآیند ترمودینامیکی، تحت اثر افزودنی‌های آلی کامپوزیت انتخابی، اجزا به طور کامل با آسفالت مخلوط می‌شوند. واکنش های فیزیکی و شیمیایی بین اجزای مختلف در فرآیند اختلاط دینامیکی کامل می شود و انواع مختلف واکنش ها باید به طور همزمان در مخلوط بدون بازداری متقابل رخ دهند. این می تواند یک اثر هم افزایی بین اجزای مختلف یا فازهای مختلف ایجاد کند و حلالیت متقابل را تقویت کند. با ایجاد مورفولوژی ساختاری مشابه با الاستومرهای ترموپلاستیک (TPEs)، این ماده آلیاژی بسیار آسفالتی گرمانرم را می توان اکسترود، دانه بندی، سرد و جامد کرد. در دمای اتاق غیرچسب است و به راحتی قابل بسته بندی و حمل و نقل صنعتی است.
این مطالعه موادی مانند پودر لاستیک ولکانیزه ضایعاتی (WRP)، پلی اتیلن با چگالی کم بازیافتی (RLDPE)، کاهش دهنده ویسکوزیته (سازگار)، نرم کننده (A)، کوپلیمر پیوندی گروه عاملی آلی و سایر افزودنی ها (افزودنی های کامپوزیت آلی (SBC)) را انتخاب کرد. . با اتخاذ تئوری فناوری طراحی ساختار فاز مولکولی، نوع جدیدی از مواد آلیاژی الاستومری ترموپلاستیک طراحی شد که از لاستیک با گوگردزدایی عمیق دینامیکی به عنوان بخش نرم و رزین پلی الفین به عنوان بخش سخت استفاده می کند.
در مرحله اول، پودر لاستیک زباله برای تهیه (ضایعات) پودر لاستیک ولکانیزه (A) فعال شد. سپس فرمولاسیون بر اساس آنالیز و الزامات خواص آسفالت اصلاح شده طراحی شد. سپس یک نوع جدید از آلیاژ لاستیک-پلاستیک مشابه SBS با استفاده از یک میکسر ذوب و یک اکسترودر دو پیچ تهیه شد و فرآیند خشک بعدی فناوری تزریق مستقیم TPE مورد مطالعه قرار گرفت.
با طراحی فرمول‌های ترکیبی مختلف، سریال‌سازی فرآیند مرطوب و فرمول‌های عامل‌دار سیستم‌های آسفالت اصلاح‌شده و همچنین فرآیند آماده‌سازی و عملکرد آسفالت اصلاح‌شده مورد مطالعه قرار گرفت.
۲٫۳٫ روش آزمون
۲٫۳٫۱٫ درمان فعال سازی مواد خام
با توجه به اینکه ساختار شبکه ای بسیار متقابل پودر لاستیک زباله حاوی ساختارهای سه بعدی اتصال عرضی با پیوندهای شیمیایی S-S است، نه ذوب می شود و نه حل می شود و به سختی حل می شود و در آسفالت پراکنده می شود. برای افزایش سازگاری بین اجزای مختلف (از جمله پودر لاستیک زباله) در TPE و آسفالت، پودر لاستیک قبل از پردازش در معرض گوگردزدایی عمیق و عملیات فعال سازی قرار گرفت.
چهار نوع فعال کننده برای فعال کردن پودر لاستیک زباله انتخاب شدند، یعنی فعال کننده های مبتنی بر نفت (LA)، بر پایه قطران زغال سنگ (LB)، بر پایه پیوند زدایی (LC) و فعال کننده های مبتنی بر روغن نباتی (S-1). فرآیند فعال سازی به شرح زیر است: پودر لاستیک زباله و فعال کننده ابتدا در یک مخلوط کن با سرعت بالا مخلوط شده و سپس در آسیاب مخلوط کن دو غلتکی برای خرد کردن به پودر ریز نورد شده و خنک می شود.
۲٫۳٫۲٫ آماده سازی TPE Modifier
تجهیزات مورد استفاده برای پردازش اصلاح کننده TPE در این مقاله، اکسترودر دو پیچ SHJ-20 است که توسط شرکت محدود ماشین نانجینگ هانی تولید شده است. نسبت خاصی از پودر لاستیک ضایعات فعال، پلاستیک زباله و مواد افزودنی در یک میکسر با سرعت بالا مخلوط شدند و سپس یک اکسترودر دو پیچ برای اختلاط واکنشی استفاده شد. مخلوط کلی اکسترود و پلت شد تا ذرات اصلاح کننده TPE ساخته شود. اکسترودر دو پیچ و ذرات اصلاح کننده TPE در نشان داده شده اند شکل ۱ و شکل ۲.
۲٫۳٫۳٫ تهیه آسفالت اصلاح شده با TPE
تجهیزات مورد استفاده برای تهیه آسفالت اصلاح شده با TPE در این مقاله برشی پرسرعت و مخلوط کن می باشد. ابتدا اصلاح کننده TPE در آسفالت هم زده و متورم شد، سپس مقدار مشخصی تثبیت کننده پس از برش در یک میکسر برشی با سرعت بالا به آن اضافه شد و در نهایت برای تکمیل فرآیند در یک کوره توسعه یافت. فرآیند تهیه آسفالت اصلاح شده با TPE در نشان داده شده است شکل ۳.
۲٫۳٫۴٫ تحقیق در مورد عملکرد آسفالت اصلاح شده با TPE
با توجه به الزامات “روش های تست استاندارد قیر و مخلوط های قیری برای مهندسی بزرگراه” (JTG E20-2011)، آزمایش های معمول مانند تست نفوذ، تست نقطه نرم شدن، تست شکل پذیری، تست ویسکوزیته برینل و تست بازیابی الاستیک انجام شد. آسفالت اصلاح شده با TPE آماده شده بهبود آسفالت اصلاح شده از نظر عملکرد بالا و پایین مورد تجزیه و تحلیل و مقایسه قرار گرفت. علاوه بر این، با تغییر دوز افزودنی، تأثیر دوز افزودنی بر عملکرد معمولی آسفالت اصلاح‌شده با TPE مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. این مقاله از رئومتر برشی دینامیکی و رئومتر تیر خمشی برای اندازه‌گیری شاخص‌های مربوطه برای ارزیابی خواص رئولوژیکی آسفالت اصلاح‌شده با TPE استفاده کرد.
پایداری ذخیره سازی آسفالت اصلاح شده عمدتاً با آزمایش جداسازی مشخص شد و توسط ∆ts، تفاوت نقطه نرم شدن بین بالا و پایین ارزیابی شد. طبق استانداردهای فنی داخلی برای آسفالت اصلاح شده، زمانی که ∆ts ≤ ۲٫۵ درجه سانتیگراد باشد، پایداری آسفالت اصلاح شده واجد شرایط است. بر این اساس، یک میکروسکوپ نوری نیز برای تجزیه و تحلیل مورفولوژی آسفالت اصلاح شده با TPE در دمای بالا توسط میکروسکوپ الکترونی عبوری استفاده شد.
۳٫ نتایج و بحث
۳٫۱٫ فعال سازی لاستیک خرده ضایعات و خواص آسفالت اصلاح شده
۳٫۱٫۱٫ آسفالت اصلاح‌شده با لاستیک خرده‌دار فعال با عامل فعال‌سازی مونو
آسفالت اصلاح شده با لاستیک خرده فعال (CRM) با افزودن فعال کننده های مختلف تهیه می شود. فرمولاسیون آن و شرایط فرآیند آماده سازی نمونه در نشان داده شده است جدول ۴ و جدول ۵.
از آسیاب دو رول با گرمایش الکتریکی Φ۱۶۰ استفاده می‌شود، غلتک‌های جلو و عقب تا دمای مورد نیاز از قبل گرم می‌شوند، سپس مواد وزن‌شده از قبل به آن اضافه می‌شوند، سپس نمونه نازک رد می‌شود، پلاستیک می‌شود و به طور یکنواخت برگردانده می‌شود (کل زمان پلاستیک سازی حدود ۱۵ دقیقه است). پس از برش خوردگی و سرد شدن به صورت پودر ریز خرد می شود.
پودر لاستیک ضایعات فعال به دست آمده برای اصلاح با توجه به نیازهای فرآیند خاص به آسفالت اضافه می شود. نتایج تست عملکرد آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعاتی فعال در ارائه شده است جدول ۶.
- (۱)
-
اثر WRP فعال شده توسط عوامل فعال کننده مختلف بر خواص آسفالت
اثر فعال کننده LA و فعال کننده S بر عملکرد آسفالت اصلاح شده با طرح S1 و طرح S4 مقایسه شد و نتایج در زیر نشان داده شده است. شکل ۴.
مقایسه در شکل ۴ نشان می دهد که تفاوت زیادی بین اثرات اصلاحی WRP اضافه شده با LA و S بر روی آسفالت وجود ندارد. با این حال، هنگامی که تفاوت بین نقاط نرمی بالا و پایین ۴۸ ساعت مقایسه می شود، آسفالت اصلاح شده با S دارای نقطه نرمی کمتری نسبت به آسفالت اصلاح شده با LA است، که نشان می دهد پایداری LA روی آسفالت بهتر از آسفالت است. روغن جزء موثر S یک پلیمر شیمیایی جدید است که از شتاب دهنده M و دی متیل دیتیوکاربامات روی (شتاب دهنده ZDMC) پراکنده شده در الکل دوتایی و در حضور اسید استئاریک، اکسید روی و گوگرد ساخته شده است. S یک احیا کننده موثر برای WRP است که می تواند با پیوند S-S در WRP بدون از بین بردن پیوند C-C و شکستن شبکه ولکانیزاسیون واکنش نشان دهد. WRP اصلاح شده توسط S به عنوان یک اصلاح کننده به آسفالت اضافه می شود که یک اثر اصلاحی آشکار بر روی آسفالت دارد.
طرح S3 و طرح S5 تأثیر S و LB را بر عملکرد آسفالت اصلاح شده مقایسه می کنند و نتایج در زیر نشان داده شده است. شکل ۵. نتایج تجربی نشان می‌دهد که اختلاف نقطه نرمی آسفالت اصلاح‌شده با LB کمتر از آسفالت اصلاح‌شده با S است، که نشان می‌دهد که پایداری آسفالت اصلاح‌شده با LB بهتر از S است و بازیابی الاستیک نیز بزرگ‌تر است. نزدیک به ۷۰ درصد LB یک مایع چسبناک سیاه رنگ با بوی خاص است. در طول آزمایش، قطران ذغال سنگ متوسط نیز بوی تندی از خود متصاعد می کند که تأثیر خاصی بر بدن آزمایشگر دارد و برای اجرای آزمایش مناسب نیست.
طرح S2 و طرح S6 تأثیر LB و LC را بر عملکرد آسفالت مقایسه می کنند و نتایج در نشان داده شده است. شکل ۵.
LC مخلوطی بی رنگ و بی بو است که از شکنش نفت خام به دست می آید. این یک مایع روغنی بی رنگ و شفاف است و اجزای اصلی آن آلکان های معمولی C16 ~ C20 هستند. از آن قابل مشاهده است شکل ۶ که اثر اصلاحی LC در کل به خوبی LB نیست و LB از نظر تفاوت بین شکل پذیری و نقطه نرمی بسیار بهتر از LC عمل می کند.
در نتیجه، LB و LC اثرات بهتری بر اصلاح آسفالت دارند. اثر اصلاحی LA ایده آل نیست. در نهایت، لازم است تحقیقات بیشتری در مورد تأثیر S بر شکل‌پذیری آسفالت انجام شود.
- (۲)
-
تاثیر دوز فعال کننده بر عملکرد آسفالت
طرح S6 اثر LC بر عملکرد آسفالت را بررسی کرد، اما این اثر ایده آل نیست. به منظور بررسی بیشتر اثر LC و افزایش مقدار LC، طرح S7 طراحی و با طرح S6 مقایسه شد. نتایج در نشان داده شده است شکل ۷.
همانطور که در نشان داده شده است شکل ۷با افزایش دوز LC، شکل‌پذیری و ویسکوزیته برینل آسفالت افزایش می‌یابد و تفاوت بین نقاط نرم‌شدگی بالایی و پایینی کاهش می‌یابد که نشان می‌دهد پایداری آسفالت افزایش می‌یابد و نشانگرهای طرح ۷ الزامات فنی را برآورده می‌کنند. از مشخصات
افزودنی انتخاب شده در هر دو طرح S2 و طرح S3 LB است. با این حال، دوز و فرآیند برای هر طرح متفاوت است. دو نتیجه در مقایسه و نشان داده شده است شکل ۸.
از آن قابل مشاهده است شکل ۸ از نظر عملکرد کلی، آسفالت اصلاح شده تولید شده توسط طرح S2 بهتر از تولید شده توسط طرح S3 است. به استثنای پایداری که بهتر از طرح ۳ نیست، همه شاخص های دیگر بهتر از شاخص های طرح ۳ هستند. در طرح ۳، مقدار LB بیشتر از طرح ۲ است و زمان برش بیشتر از که در طرح ۲; زمان برش عمدتاً بر پایداری آسفالت منعکس می‌شود، بنابراین نتیجه می‌گیریم که قطران زغال‌سنگ بیشتر بهتر نیست و آن (مقدار LB در طرح S3) به الزامات اصلاح آسفالت در phr 3.68 رسید.
طرح S4 با طرح S5 مقایسه شده است. افزودنی مورد استفاده در هر دو طرح S است و نتایج به دست آمده در نشان داده شده است شکل ۹.
همانطور که در شکل ۱۰، تفاوت عملکرد بین آسفالت اصلاح شده به دست آمده از طرح S4 و طرح S5 قابل توجه نیست. با نادیده گرفتن تأثیر زمان برش، زمانی که مقدار S 4.5 phr است، اثر اصلاح را می توان به خوبی به دست آورد، و بیشتر بهتر نیست.
۳٫۱٫۲٫ خواص پودر لاستیک ضایعات فعال و آسفالت اصلاح شده با فعال کننده پیچیده
فعال کننده های فوق برای مطالعه شاخص عملکرد آسفالت اصلاح شده ترکیب شدند. فرمول آزمون در نشان داده شده است جدول ۷، و فرآیند آماده سازی نمونه در ایجاد شده است جدول ۸. پودر لاستیک فعال شده توسط سیستم کامپوزیت برای تهیه آسفالت اصلاح شده استفاده می شود و شاخص های عملکرد آن در زیر نشان داده شده است. جدول ۹.
از آن قابل مشاهده است جدول ۸ که سیستم فعال سازی کامپوزیت از سیستم تک/مونو بهتر عمل می کند، به خصوص در مورد پایداری آسفالت اصلاح شده. سایر تغییرات عملکرد به طور خاص مشخص نیستند. نتایج زیر را می توان گرفت:
- (۱)
-
مشابه آسفالت اصلاح شده با سیستم تک فعال کننده، آسفالت اصلاح شده با LB در سیستم کامپوزیت بهترین پایداری را دارد.
- (۲)
-
افزودن نرم کننده گیاه S-1 می تواند نقطه نرمی آسفالت اصلاح شده را بهبود بخشد.
- (۳)
-
در سیستم کامپوزیت، تغییر در محتوای LA و S تأثیر کمی بر عملکرد آسفالت اصلاح شده دارد و اساساً شاخص عملکرد با تغییر محتوای آن تغییر نمی‌کند.
- (۴)
-
در مقایسه با سایر سیستم های کامپوزیت، نقطه نرم شدن سیستم آسفالت اصلاح شده اضافه شده با LB کمی کمتر است.
۳٫۱٫۳٫ بررسی اثر فعال سازی پودر لاستیک زباله
پودر لاستیک ضایعات یک ساختار شبکه ای سه بعدی و بسیار متقابل است که از لاستیک ولکانیزه خرد شده ایجاد شده است که نه ذوب می شود و نه حل می شود. ساختار شبکه سه بعدی در نشان داده شده است شکل ۱۰. این ساختار سه بعدی متقاطع نیز به سختی حل و در آسفالت پراکنده می شود. با این حال، روش‌های بازسازی سنتی، مانند روش روغن داغ و روش اسیدی، باعث اکسیداسیون و ترک‌خوردگی حرارتی جزئی پیوند زنجیره اصلی لاستیکی می‌شوند و در عین حال شبکه اتصال عرضی پیوند گوگردی را قطع می‌کنند و در نتیجه خواص فیزیکی آن کاهش می‌یابد. برش پیوند گوگرد-گوگرد بدون برش پیوند کربن-کربن، ساختار زنجیره اصلی ماکرومولکول های لاستیک را حفظ می کند تا عملکرد لاستیک اصلی را به حداکثر برساند.
هدف از افزودن یک فعال کننده کاهش اتصال عرضی گوگرد و اصلاح سطح پودر لاستیک زباله است. این می تواند لایه سطحی پودر لاستیک زباله را از الاستیک به چسبناک تغییر دهد و واکنش پذیری سطح آن را افزایش دهد.
آنالایزر NMR چگالی اتصال عرضی لاستیکی XLDS-15 تولید شده توسط IIC Innovative ImagingCorp. KG (آلمان) برای تعیین چگالی اتصال عرضی پودر لاستیک استفاده شد. شکل ۱۱ تجزیه و تحلیل NMR از چگالی اتصال عرضی پودر لاستیک غیر فعال و فعال را نشان می دهد (نگاه کنید به جدول ۱۰ برای داده های آنالیز NMR چگالی اتصال عرضی قرص پودر لاستیکی فعال).
تجزیه و تحلیل چگالی اتصال عرضی NMR پودر لاستیک ضایعات فعال نشان داد که چگالی اتصال عرضی کاهش یافته و سطح نقطه اتصال عرضی کاهش یافته است، که نشان می دهد تعداد نقاط اتصال عرضی در پودر لاستیک زباله کاهش یافته است. تعداد نقاط اتصال عرضی پودر لاستیک ضایعات فعال کاهش می یابد، محدودیت ساختار شبکه در حرکت زنجیره مولکولی کاهش می یابد، بخش زنجیره مولکولی کوچک افزایش می یابد، توانایی حرکت واحدهای فعال کوچک افزایش می یابد و تعداد افزایش می یابد، به عبارت دیگر، T2 افزایش می یابد. در اثر واکنش بین فعال کننده و ماکرومولکول پودر لاستیک زباله، بخشی از پیوند عرضی پودر لاستیک قطع شد و ساختار شبکه از بین رفت و در نتیجه تعداد نسبتاً زیادی واحدهای حرکتی کوچک ایجاد شد، به این معنی که مقداری بخش های زنجیره مولکولی آزاد ظاهر شد که مربوط به افزایش A (T2) است. تجزیه و تحلیل فوق نشان می دهد که فعال شدن پودر لاستیک زباله به طور موثر پیوندهای گوگرد-گوگرد در ساختار شبکه سه بعدی پودر لاستیک زباله را می شکند، واکنش پذیری آن را افزایش می دهد و شکستگی زنجیره مولکولی نیز منجر به پراکندگی لاستیک زباله می شود. پودر در آسفالت
۳٫۱٫۴٫ تجزیه و تحلیل ریزساختار آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک فعال
در سیستم آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک زباله، به جای ذوب کامل، فقط جذب جزئی و انحلال فاز بین پودر لاستیک زباله و آسفالت وجود دارد. این نوع سیستم متعلق به سیستم ناپایدار ترمودینامیکی است که مستعد جدایی بین دو فاز است و در نتیجه باعث جداسازی می شود. شکل ۱۲. میکروسکوپ فلورسانس آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک زباله نشان می دهد که پودر لاستیک زباله سیاه است و میدان دید تاریک است.
پودر لاستیک ضایعات فعال شده با روش های فیزیکی مانند اختلاط با سرعت بالا و برش با ماشین برشی در آسفالت پراکنده می شود. پودر لاستیک ضایعات فعال شده دارای فعل و انفعال قوی با آسفالت است که انسجام و انعطاف پذیری آسفالت را محدود کرده و حساسیت آن به دما را کاهش می دهد.
شکل ۱۳ میکروگراف فلورسانس آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک زباله فعال شده را نشان می دهد. در مقایسه با شکل ۱۲مشاهده می شود که در سیستم آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعاتی، سطح پودر لاستیک زباله توسط اجزای سبک آسفالت متورم شده و ذرات پودر لاستیک زباله به طور یکنواخت پراکنده می شوند. آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعات فعال تهیه شده توسط پودر لاستیک ضایعات فعال در زیر نشان داده شده است. شکل ۱۳آ. سطح پودر لاستیک متورم می شود، اما کمتر به داخل نفوذ می کند. با افزودن فعال کننده، آسفالت به پودر لاستیک نفوذ می کند و ذرات پودر لاستیک کوچکتر می شوند. در ناحیه رابط بین آسفالت و پودر لاستیک، پودر لاستیک شفاف است.
۳٫۲٫ انتخاب و تعیین کوپلیمر پیوندی گروه عملکردی آلی
در الاستومر ترموپلاستیک مبتنی بر لاستیک زباله (آلیاژ پلیمر)، برخی از افزودنی‌های کامپوزیت آلی اغلب برای ایجاد تعامل فیزیکی و شیمیایی بین اجزای مختلف (لاستیک و پلاستیک) انتخاب می‌شوند. بنابراین، بر اساس فعال سازی پودر لاستیک زباله، انتخاب افزودنی های شیمیایی آلی و تأثیر خواص آسفالت اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت.
کوپلیمرهای پیوندی گروه عاملی آلی سه نوع پیوند P و یک نوع کوپلیمر بلوکی الاستومر الاستومر استایرن بوتادین استایرن بلوک (SBC) را انتخاب کردند. فرمول در نشان داده شده است جدول ۱۱ زیر فرآیند آماده سازی به شرح زیر است: یک دستگاه پلاستیک سازی دو رول با گرمایش الکتریکی Φ ۱۶۰، غلتک های جلو و عقب از قبل تا دمای مناسب گرم می شوند، مواد وزن شده اضافه می شوند، نازک می شوند، پلاستیک می شوند و به طور یکنواخت برگردانده می شوند (کل پلاستیک سازی زمان در حدود ۱۵ دقیقه کنترل می شود). پس از برش و سرد شدن، خرد کردن و آسیاب کردن به صورت پودر ریز، سپس برای استفاده از ۸۰ الک عبور می دهند. فرآیند آماده سازی نمونه در فهرست ذکر شده است جدول ۱۲.
۳٫۲٫۱٫ تأثیر کوپلیمر پیوندی گروه عملکردی آلی بر ویژگی‌های آسفالت اصلاح‌شده
عملکرد کوپلیمر پیوندی گروه عاملی آلی ترکیب نزدیک لاستیک زباله، پلاستیک زباله و مواد افزودنی در آلیاژ به عنوان واسطه، بهبود سازگاری لاستیک و آلیاژ پلاستیک و آسفالت پایه و بهبود خواص سطحی لاستیک و ذرات آلیاژ پلاستیک است. و آسفالت پایه سه نوع از کوپلیمرهای پیوندی گروه عاملی آلی انتخاب و اثرات اصلاحی آنها مقایسه شد. طرح تجربی و نتایج مقایسه در نشان داده شده است جدول ۱۳ و جدول ۱۴. مشاهده می شود که تفاوت بین نقاط نرم شدن سه آسفالت اصلاح شده بالا و زیر ۴۸ ساعت زیاد است، شکل پذیری نیز بسیار کم است و شاخص های نفوذ، نقطه نرم شدن و ویسکوزیته برینل مطابق با الزامات فنی مشخصات است. . در اپتیک بهبود شکل پذیری آسفالت اصلاح شده، کاهش نسبت RLDPE یکی از روش ها است.
۳٫۲٫۲٫ تأثیر نسبت WRP/LDPE بر عملکرد آسفالت اصلاح شده
طرح T4 و طرح T5 برای بررسی اثر نسبت های مختلف WRP/LDPE بر عملکرد آسفالت اصلاح شده طراحی شده اند. دیدن جدول ۱۵ و جدول ۱۶ برای مقایسه طرح‌ها و نتایج تجربی.
از آن قابل مشاهده است جدول ۱۵ که وقتی محتوای پلاستیک کاهش می یابد، تفاوت نقطه نرم شدن آسفالت اصلاح شده به طور قابل توجهی کاهش می یابد و پایداری تا حد زیادی بهبود می یابد. لاستیک و آلیاژ پلاستیک مورد استفاده در طرح T4 و طرح T5 15 درصد از آسفالت را تشکیل می دهند و محتوای پودر لاستیک بسیار بیشتر از طرح ۸-۱۰ است. شکل پذیری آسفالت اصلاح شده نیز به طور قابل توجهی بهبود یافته است. با این حال، ویسکوزیته برینل بالاتر است.
۳٫۲٫۳٫ اثر افزودنی SBC
به منظور بهبود بیشتر اثر آسفالت اصلاح شده با آلیاژ لاستیک-پلاستیک، ۱۳٫۶ درصد از SBC (بر اساس محتوای ۱۰۰ درصد از کل WRP و RLDPE) بر اساس طرح T4 و طرح T5، و طرح T6 و طرح اضافه شده است. T7 به ترتیب طراحی شده اند. سایر شرایط بدون تغییر باقی می مانند (نگاه کنید به جدول ۱۷ برای فرمولاسیون).
شکل ۱۴ و شکل ۱۵ مقایسه عملکرد بین SBC اضافه شده و SBC بدون اضافه را نشان می دهد. دو شکل نشان می دهد که افزودن SBC به طور قابل توجهی پایداری سیستم را بهبود می بخشد، اختلاف بین نقطه نرم شدن بالا و زیر ۴۸ ساعت را کاهش می دهد و نقطه نرمی، شکل پذیری و بازیابی الاستیک را افزایش می دهد. این نشان می دهد که افزودن SBC باعث بهبود ترکیب RLDPE و سیستم و همچنین عملکرد آسفالت در دمای پایین می شود. با این حال، همچنین مشاهده می شود که ویسکوزیته برینل سیستم افزایش می یابد که تأثیر زیادی در شرایط ساخت آسفالت دارد.
۳٫۲٫۴٫ اثر کاهنده ویسکوزیته نرم کننده A بر روی آسفالت
به منظور حل مشکل ویسکوزیته بیش از حد برینل آسفالت اصلاح شده با آلیاژ لاستیک-پلاستیک، نرم کننده A (نرم کننده A مخلوطی از پلی اتیلن ترک خورده و آلکیل اسید با زنجیره بلند به نسبت معینی است) انتخاب شد و طرح طراحی بررسی شد. اثر کاهش ویسکوزیته نرم کننده A.
با متغیر نرم‌کننده A، سیستم اصلاح‌شده تهیه‌شده توسط طرح T7 انتخاب شد و ۱ فن (T8) و ۱٫۵ فن (T9) نرم‌کننده A در فرآیند برشی آسفالت اصلاح‌شده اضافه شد. فرمول و نتایج خاص در نشان داده شده است جدول ۱۸ و جدول ۱۹.
از آن قابل مشاهده است شکل ۱۶ کاهش ویسکوزیته در آسفالت اصلاح شده با افزودن ۱ فن نرم کننده A آشکار است، اما با افزایش نسبت A، کاهش ویسکوزیته دیگر مشخص نیست. آلکیل اسید با زنجیره بلند در نرم کننده A می تواند ترکیب بخش S در SBC و RLDPE را در آسفالت اصلاح شده نرم کند، بنابراین ویسکوزیته آسفالت اصلاح شده کاهش می یابد، اما نقطه نرم شدن نیز کاهش می یابد و در نتیجه دمای بالا ضعیف می شود. عملکرد آسفالت اصلاح شده پلی اتیلن ترک خورده در نرم کننده A نه تنها می تواند ویسکوزیته سیستم را کاهش دهد، بلکه عملکرد مواد خام آسفالت اصلاح شده در دمای بالا را نیز بهبود می بخشد. ترکیب این دو می تواند ویسکوزیته آسفالت اصلاح شده را کاهش دهد و در عین حال عملکرد اصلی آسفالت را حفظ کند.
۴٫ نتیجه گیری
در نتیجه، تجزیه و تحلیل داده های GPC برای آسفالت اصلاح شده با لاستیک خرد شده و آسفالت استخراج شده به نتایج زیر منجر می شود:
- (۱)
-
بررسی و تجزیه و تحلیل بر روی ویژگی‌های آنالیز حرارتی و فروسرخ لاستیک خرد شده و پلاستیک ضایعاتی انجام شد و بر این اساس، یک روش طراحی برای آلیاژهای لاستیک-پلاستیک مورد استفاده در آسفالت اصلاح‌شده پیشنهاد شد. تئوری فن‌آوری طراحی ساختار فاز مولکولی برای طراحی ساختار مواد آلیاژی لاستیک-پلاستیک ضایعاتی مشابه SBS بر اساس داده‌های مادون قرمز استخراج‌شده و تجزیه و تحلیل حرارتی مواد لاستیک-پلاستیک زباله استفاده شد. یک ماده آلیاژی الاستومری گرمانرم جدید اختراع شد که از لاستیک با گوگرد زدایی عمیق دینامیکی به عنوان ناحیه نرم و پلی اولفین به عنوان ناحیه قطعه سخت استفاده می کند.
- (۲)
-
فرمولاسیون و فرآیندهای آماده سازی آلیاژ لاستیک-پلاستیک در داخل خانه مورد مطالعه قرار گرفت، و طرح فنی اتخاذ شده شامل اصلاح پیوند آلیاژ لاستیک-پلاستیک با پودر لاستیک ضایعات فعال و کوپلیمر پیوندی گروه عاملی آلی بود. در این آزمایش، از یک فعال کننده مونو و یک فعال کننده کامپوزیت برای فعال کردن پودر لاستیک زباله استفاده شد و یک مطالعه تطبیقی خواص آنها انجام شد. نتایج نشان داد که پس از افزودن فعال کننده، پودر لاستیک زباله به طور قابل توجهی در آسفالت منبسط شد و ذرات کوچکتر و به طور یکنواخت پراکنده شدند. ساختار شبکه آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعات فعال یکنواخت تر و متراکم تر بود که منجر به بهبود عملکرد و پایداری ذخیره سازی آسفالت اصلاح شده شد.
- (۳)
-
این مطالعه یک فرمول معقول از پودر لاستیک زباله، پلاستیک زباله، کوپلیمر پیوندی گروه عاملی آلی، عوامل گوگرد زدایی و فعال‌سازی، و عوامل کاهنده ویسکوزیته ایجاد کرد و فناوری پردازش را تنظیم کرد. نوع جدیدی از مواد آلیاژی لاستیک-پلاستیک الاستومر ترموپلاستیک از طریق فناوری ترکیب واکنشی به دست آمد. با فرمول‌بندی و تنظیم نسبت پودر لاستیک زباله و ضایعات پلاستیک، مواد آلیاژی لاستیک-پلاستیک مناسب برای الزامات مختلف مهندسی عملی می‌توان به دست آورد.
- (۴)
-
شرایط فرآیند بهینه برای اصلاح آسفالت با آلیاژ لاستیک-پلاستیک از طریق کاوش در شرایط فرآیند به دست آمد: دمای برشی ۱۶۰-۱۷۰ درجه سانتی گراد، سرعت چرخش ۳۰۰۰ دور در دقیقه و زمان برشی ۳۰ دقیقه. در این تحقیق مشخص شد که طولانی شدن زمان برش بیشترین تأثیر را بر عملکرد آسفالت اصلاح شده دارد و می توان از روش افزایش زمان برش برای تهیه آسفالت اصلاح شده با ذخیره سازی پایدارتر استفاده کرد.
مشارکت های نویسنده
مفهوم سازی، RD و AG. روش شناسی، YZ; نرم افزار، YZ; اعتبار سنجی، BX، RD و SP. تجزیه و تحلیل رسمی، RD و JD. تحقیق، YZ; منابع، JD; مدیریت داده، YZ; نوشتن – آماده سازی پیش نویس اصلی، BX; نوشتن-بررسی و ویرایش، SP; تجسم، RD; نظارت، BX و JD. مدیریت پروژه، AG; کسب بودجه، RD همه نویسندگان نسخه منتشر شده نسخه خطی را خوانده و با آن موافقت کرده اند.
منابع مالی
طرح فناوری حمل و نقل استان شاندونگ ۲۰۱۷٫
بیانیه در دسترس بودن داده ها
داده های مربوطه در مقاله منعکس شده است و هیچ داده اضافی برای به اشتراک گذاری در دسترس نیست.
تضاد علاقه
نویسندگان هیچ تضاد منافع را اعلام نمی کنند.
منابع
- وانگ، اس. وانگ، کیو. وو، ایکس. Zhang، Y. آسفالت اصلاح شده توسط الاستومر ترموپلاستیک بر اساس لاستیک بازیافتی. ساخت و ساز ساختن. ماتر ۲۰۱۵، ۹۳، ۶۷۸-۶۸۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- وانگ، تی. شیائو، اف. زو، ایکس. هوانگ، بی. وانگ، جی. امیرخانیان، س. مصرف انرژی و اثرات زیست محیطی روسازی آسفالت لاستیکی. جی. پاک. تولید ۲۰۱۸، ۱۸۰، ۱۳۹-۱۵۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- لی، جی. زینگ، ایکس. هو، ایکس. وانگ، تی. وانگ، جی. Xiao، F. تعیین کسر SARA در آسفالت با طیف‌سنجی مادون قرمز میانی و کالیبراسیون چند متغیره. اندازه گیری ۲۰۲۲، ۱۹۸، ۱۱۱۳۶۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- وانگ، تی. شیائو، اف. امیرخانیان، س. هوانگ، دبلیو. ژنگ، ام. مروری بر عملکرد دمای پایین مواد آسفالت لاستیکی. ساخت و ساز ساختن. ماتر ۲۰۱۷، ۱۴۵، ۴۸۳-۵۰۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- ژانگ، ز. سان، ج. جیا، م. Ban، X. لیو، اچ. اثرات الاستومر ترموپلاستیک پلی اورتان بر خواص چسب آسفالت و مخلوط آسفالت. جی. ماتر. مدنی علفزار. ۲۰۲۱، ۳۳۰۴۰۲۰۴۷۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- روزا، سی دی; Auriemma، F. ساختار و خواص فیزیکی پلی پروپیلن syndiotactic: یک الاستومر ترموپلاستیک بسیار کریستالی. Prog. پلیم. علمی ۲۰۰۶، ۳۱، ۱۴۵-۲۳۷٫ [Google Scholar]
- اناقا، م.گ. چاترجی، تی. پیکیونی، اف. ناسکار، ک. بررسی تأثیر اتصال عرضی پرتوهای الکترونی در ترکیبات الاستومر ترموپلاستیک SEBS/TPU و SEBS-g-MA/TPU. J. Appl. پلیم. علمی ۲۰۲۲، ۱۳۹، ۵۱۷۲۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- خو، پی. زو، ز. وانگ، ی. کنگ، پی. لی، دی. هوی، جی. بله، M. خصوصیات ساختار فاز و مکانیسم سازگاری آسفالت اپوکسی اصلاح شده توسط الاستومر ترموپلاستیک (SBS). ساخت و ساز ساختن. ماتر ۲۰۲۲، ۳۲۰، ۱۲۶۲۶۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- راین، او. Lepage، D.; ایمه پرو، دی. روشفورت، دی. Dollé, M. کاربرد الاستومر ترموپلاستیک بدون فلوئور تجاری در دسترس به عنوان یک اتصال دهنده برای الکترودهای باتری لیتیوم یونی پرقدرت. J. الکتروشیمی. Soc. 2019، ۱۶۶، A1140–A1146. [Google Scholar] [CrossRef]
- زو، ایکس. ژانگ، دبلیو. گو، ی. فو، ایکس. ژانگ، ز. Ge، Z. Luo, Y. مطالعه ای در مورد تأثیر چهار الاستومر ترموپلاستیک بر خواص پیشرانه های دو پایه. RSC Adv. 2020، ۱۰، ۴۲۸۸۳–۴۲۸۸۹٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- بهنود، الف. مورفولوژی، رئولوژی و خواص فیزیکی بایندرهای آسفالتی اصلاح شده با پلیمر. یورو پلیم. جی. ۲۰۱۹، ۱۱۲، ۷۶۶-۷۹۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- فتحی، ES; النگار، من; رسلان، الاستومر ترموپلاستیک HA مبتنی بر ضایعات پلی اتیلن / لاستیک زباله حاوی کربن سیاه فعال: تأثیر تابش گاما. جی. وینیل ادیت. تکنولوژی ۲۰۱۸، ۲۵، E166–E173. [Google Scholar] [CrossRef]
- ماگیولی، م. سیرکیرا، ع. Soares, BG اثر ولکانیزاسیون دینامیکی بر خواص مکانیکی، دینامیکی مکانیکی و خستگی TPV بر اساس پلی پروپیلن و لاستیک زمینی تایر. پلیم. تست. ۲۰۱۰، ۲۹، ۸۴۰–۸۴۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- نظام الدین، س. Giustozzi, F. نقش سازگارکننده‌های جدید در ترکیب‌های هیبریدی پلاستیک‌های زائد و لاستیک‌های ضایعاتی وسایل نقلیه، قیر اصلاح‌شده با لاستیک. که در زباله های پلاستیکی برای جاده های آسفالت پایدار; انتشارات وودهد: کمبریج، بریتانیا، ۲۰۲۲؛ صص ۱۶۵-۱۷۸٫ [Google Scholar]
- شیائو، ز. او، دبلیو. Ying, S. روندهای فعلی در الاستومرهای گرمانرم پرانرژی به عنوان چسب در پیشرانه های غیر حساس به انرژی بالا در چین. علمی تکنولوژی انرژی ماتر ۲۰۱۴، ۷۵، ۳۷-۴۳٫ [Google Scholar]
- Mulage، KS; Patkar، RN; Deuskar، VD; پوندلیک، اس ام. Kakade، SD; گوپتا، ام. مطالعات بر روی پلی اورتان گرمانرم جدید به عنوان یک چسب برای پیشرانه های کامپوزیت اکسترود شده. جی. انرژی. ماتر ۲۰۰۷، ۲۵، ۲۳۳-۲۴۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- واگنر، MA; هادیان، ع. سباستین، تی. کلمنس، اف. شوایزر، تی. رودریگز-آربایزار، م. کارنو مورلی، ای. Spolenak، R. ساخت فیلامنت ذوب شده سازه های فولادی ضد زنگ – از توسعه بایندر تا خواص متخلخل – ساینس دایرکت. او اضافه می کند. Manuf. 2021، ۴۹، ۱۰۲۴۷۲٫ [Google Scholar]
- ردی، تی اس؛ Nair، JK; Satpute، RS; گور، جنرال موتورز؛ Sikder، AK مطالعات رئولوژیکی بر روی الاستومرهای گرمانرم پرانرژی. J. Appl. پلیم. علمی ۲۰۱۰، ۱۱۸، ۲۳۶۵–۲۳۶۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- ایلیا، ک. آندری، دی. دیمیترو، اچ. اکاترینا، وی. ولادیسلاو، ک. Oleg, T. توسعه ورقه الیاف فلزی مبتنی بر الاستومر ترموپلاستیک برای کاربرد میرایی ارتعاش-ScienceDirect. ماتر امروز Proc. 2020، ۳۰، ۳۹۳-۳۹۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- ویلکینسون، پی جی؛ ویور، ام سی; کیستر، جی. آبشش، PP استایرن-اتیلن/بوتیلن-استایرن (SEBS) بلوک کوپلیمر بایندر برای سوخت جامد. پیشرانه ها منفجر می شوند. پیروتک. ۲۰۲۱، ۴۷، e202100142. [Google Scholar] [CrossRef]
- چن، ZR; کائو، DW; ژائو، WZ؛ وانگ، BX; ژانگ، مطالعه HY در مورد خواص آسفالت اصلاح شده توسط ترکیب الاستومر ترموپلاستیک (TPE). Adv. ماتر Res. 2012، ۵۹۸، ۴۰۴-۴۰۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- زینگ، سی. لی، ام. لیو، ال. لو، آر. لیو، ن. وو، دبلیو. یوان، دی. یک بررسی جامع در مورد شرایط اختلاط بین بایندرهای آسفالتی بکر و RAP در مخلوط‌های آسفالت بازیافتی داغ: مکانیسم‌ها، روش‌های ارزیابی و عوامل تأثیرگذار. جی. پاک. تولید ۲۰۲۳، ۲۰، ۱۳۶۵۱۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- کنگ، پی. گوا، ایکس. Mei, L. بررسی روش‌های جوان‌سازی بایندر آسفالت اصلاح‌شده SBS. سوخت ۲۰۲۰، ۲۷۹، ۱۱۸۵۵۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
- ژانگ، جی. سو، دبلیو. لیو، ی. گونگ، جی. Xie, H. بررسی آزمایشگاهی در مورد ریزساختار و عملکرد بایندر آسفالت اپوکسی اصلاح شده SBS. ساخت و ساز ساختن. ماتر ۲۰۲۰، ۲۷۰، ۱۲۱۳۷۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
شکل ۱٫
اکسترودر دو پیچ.
اکسترودر دو پیچ.
شکل ۲٫
TPE را اصلاح کنید.
TPE را اصلاح کنید.
شکل ۳٫
فرآیند تهیه آسفالت اصلاح شده با TPE.
فرآیند تهیه آسفالت اصلاح شده با TPE.
شکل ۴٫
مقایسه اثر آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک لاستیک فعال LA و S.
مقایسه اثر آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک لاستیک فعال LA و S.
شکل ۵٫
مقایسه اثر آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعات فعال LB و S.
مقایسه اثر آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعات فعال LB و S.
شکل ۶٫
مقایسه آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعات فعال LB و LC.
مقایسه آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعات فعال LB و LC.
شکل ۷٫
اثر دوزهای مختلف LC بر روی آسفالت اصلاح شده
اثر دوزهای مختلف LC بر روی آسفالت اصلاح شده
شکل ۸٫
اثر LB بر آسفالت اصلاح شده.
اثر LB بر آسفالت اصلاح شده.
شکل ۹٫
اثر S بر آسفالت اصلاح شده.
اثر S بر آسفالت اصلاح شده.
شکل ۱۰٫
نمودار فعال سازی پودر لاستیک زباله.
نمودار فعال سازی پودر لاستیک زباله.
شکل ۱۱٫
نمودار تجزیه و تحلیل NMR چگالی اتصال متقابل.
نمودار تجزیه و تحلیل NMR چگالی اتصال متقابل.
شکل ۱۲٫
میکروگراف فلورسانس آسفالت ضایعاتی اصلاح شده با پودر لاستیک (۴۰۰×): (آ) ۱۵٪ پودر لاستیک زباله + SK70; (ب): ۱۲% پودر لاستیک زباله + SK70.
میکروگراف فلورسانس آسفالت ضایعاتی اصلاح شده با پودر لاستیک (۴۰۰×): (آ) ۱۵٪ پودر لاستیک زباله + SK70; (ب): ۱۲% پودر لاستیک زباله + SK70.
شکل ۱۲٫
میکروگراف فلورسانس آسفالت ضایعاتی اصلاح شده با پودر لاستیک (۴۰۰×): (آ) ۱۵٪ پودر لاستیک زباله + SK70; (ب): ۱۲% پودر لاستیک زباله + SK70.
میکروگراف فلورسانس آسفالت ضایعاتی اصلاح شده با پودر لاستیک (۴۰۰×): (آ) ۱۵٪ پودر لاستیک زباله + SK70; (ب): ۱۲% پودر لاستیک زباله + SK70.
شکل ۱۳٫
میکروگراف فلورسانس آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعاتی فعال (۴۰۰ بار). (آ) ۱۵% S3 + SK70; (ب) ۱۵% F6 + SK70; (ج) ۱۵% F4 + SK70.
میکروگراف فلورسانس آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعاتی فعال (۴۰۰ بار). (آ) ۱۵% S3 + SK70; (ب) ۱۵% F6 + SK70; (ج) ۱۵% F4 + SK70.
شکل ۱۳٫
میکروگراف فلورسانس آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعاتی فعال (۴۰۰ بار). (آ) ۱۵% S3 + SK70; (ب) ۱۵% F6 + SK70; (ج) ۱۵% F4 + SK70.
میکروگراف فلورسانس آسفالت اصلاح شده با پودر لاستیک ضایعاتی فعال (۴۰۰ بار). (آ) ۱۵% S3 + SK70; (ب) ۱۵% F6 + SK70; (ج) ۱۵% F4 + SK70.
شکل ۱۴٫
اثر قبل و بعد از افزودن SBC زمانی که WRP/LDPE = 90/10 باشد.
اثر قبل و بعد از افزودن SBC زمانی که WRP/LDPE = 90/10 باشد.
شکل ۱۵٫
اثر قبل و بعد از افزودن SBC زمانی که WRP/LDPE = 95/5 باشد.
اثر قبل و بعد از افزودن SBC زمانی که WRP/LDPE = 95/5 باشد.
شکل ۱۶٫
اثر کاهش ویسکوزیته نرم کننده A.
اثر کاهش ویسکوزیته نرم کننده A.
میز ۱٫
نتایج عملکرد بایندر پایه
نتایج عملکرد بایندر پایه
| موارد تست | الزامات فنی | نتایج آزمون | |
|---|---|---|---|
| نفوذ (۰٫۱ میلی متر) (۲۵ درجه سانتی گراد، ۱۰۰ گرم، ۵ ثانیه) | ۶۰ تا ۸۰ | ۶۴ | |
| شاخص نفوذ | -۱٫۵-۱٫۰ | -۱٫۴۷ | |
| نقطه نرم شدن (درجه سانتیگراد) | ≥۴۵ | ۴۶٫۰ | |
| شکل پذیری (۵ سانتی متر در دقیقه، ۱۵ درجه سانتی گراد) (سانتی متر) | ≥۱۰۰ | > ۱۰۰ | |
| شکل پذیری (۵ سانتی متر در دقیقه، ۱۰ درجه سانتی گراد) (سانتی متر) | ≥۲۵ | ۵۴ | |
| ویسکوزیته دینامیکی (۶۰ درجه سانتیگراد) (pa.s) | ≥۱۶۰ | ۱۸۱ | |
| محتوای موم (تقطیر) (%) | ≤۲٫۲ | ۲٫۰ | |
| انحلال پذیری (٪) | ≥۹۹٫۵ | ۹۹٫۹۸ | |
| پس از پیری در کوره های فیلم | کاهش وزن (٪) | ≤±۰٫۸ | ۰٫۰۷۲ |
| ۲۵ درجه سانتیگراد، نسبت نفوذ (%) | ≥۶۱ | ۶۵ | |
| شکل پذیری (۵ سانتی متر در دقیقه، ۱۰ درجه سانتی گراد) (سانتی متر) | ≥۶ | ۷ | |
| نقطه اشتعال (°C) | ≥۲۶۰ | ۳۱۷ | |
| چگالی ۱۵ درجه سانتیگراد (g/cm3) | سوابق آزمون واقعی | ۱٫۰۴۱ | |
جدول ۲٫
خواص فیزیکی پودر لاستیک زباله
خواص فیزیکی پودر لاستیک زباله
| شاخص های فنی | نتایج اندازه گیری شده | استاندارد فنی | روش آزمون |
|---|---|---|---|
| باقیمانده/% | ۶٫۳ | <10 | GB/T 19208 |
| چگالی نسبی / کیلوگرم / متر۳ | ۱٫۱۱ | ۱٫۱۰ ~ ۱٫۳۰ | GB/T 19208 |
| محتوای آب/٪ | ۰٫۴۸ | <1 | GB/T 19208 |
| محتوای فلز/% | ۰٫۰۰۴ | <0.05 | GB/T 19208 |
| محتوای فیبر/% | ۰٫۰۹ | <1 | GB/T 19208 |
| محتوای لاستیک طبیعی/% | ۳۳ | ≥۳۰ | GB/T 13249-91 |
| محتوای خاکستر/% | ۶٫۸ | ≤۸ | GB 4498-1997 |
| عصاره استون/% | ۸ | ≤۲۲ | GB/T 3516 |
| محتوای کربن سیاه/% | ۲۹ | ≥۲۸ | GB/T 14837 |
| محتوای هیدروکربن لاستیک/% | ۵۶ | ≥۴۲ | GB/T 14837 |
جدول ۳٫
خواص فیزیکی زباله های پلاستیکی
خواص فیزیکی زباله های پلاستیکی
| شاخص های فنی | نتایج اندازه گیری شده |
|---|---|
| چگالی/(گرم بر سانتی متر۳) | ۰٫۹۱۵ |
| شاخص ذوب / گرم / ۱۰ دقیقه | ۴٫۱۲ |
| حداکثر دمای ذوب/% | ۱٫۴۸ |
| استحکام کششی تسلیم MD/MPa | ۹٫۵ |
| مقاومت کششی شکستگی MD/MPa | ۴۸ |
| براق / ۴۵ درجه سانتیگراد | ۴۴ |
| مه /% | ۴٫۵ |
جدول ۴٫
جدول فرمول تست
جدول فرمول تست
| S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S7 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| خیر | جزء | phr | ||||||
| ۱ | CRM | ۹۶٫۶ | ۹۶٫۵ | ۹۳٫۲ | ۹۴٫۶ | ۹۱٫۴ | ۹۶٫۶ | ۹۳٫۱ |
| ۲ | لس آنجلس | ۳٫۴ | —— | —— | —— | —— | —— | —— |
| ۳ | پوند | —— | ۳٫۵ | —— | —— | —— | —— | —— |
| ۴ | پوند | —— | —— | ۶٫۸ | —— | —— | —— | —— |
| ۵ | اس | —— | —— | —— | ۴٫۳ | —— | —— | —— |
| ۶ | اس | —— | —— | —— | —— | ۸٫۶ | —— | —— |
| ۷ | CL | —— | —— | —— | —— | —— | ۳٫۴ | —— |
| ۸ | CL | —— | —— | —— | —— | —— | —— | ۶٫۹ |
| جمع | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | |
جدول ۵٫
برگه ثبت فرآیند نمونه سازی
برگه ثبت فرآیند نمونه سازی
| شماره نمونه | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| دمای غلتک جلو (شروع/پایان)، درجه سانتی گراد |
۱۲۰/ ۱۲۲ |
۱۲۷/ ۱۳۳ |
۱۱۵/ ۱۲۷ |
۱۱۳/ ۱۲۰ |
۱۱۵/ ۱۱۸ |
۱۱۸/ ۱۱۵ |
۱۱۶/ ۱۲۰ |
| دمای غلتک عقب (شروع/پایان)، درجه سانتی گراد |
۱۱۰/ ۱۱۰ |
۱۱۱/ ۱۱۷ |
۱۱۱/ ۱۱۲ |
۱۱۷/ ۱۲۰ |
۱۱۵/ ۱۱۷ |
۱۱۶/ ۱۲۱ |
۱۱۵/ ۱۱۵ |
| زمان پلاستیک سازی، حداقل | ۶ | ۵ | ۶ | ۵ | ۵ | ۵ | ۶ |
| ضخامت عبور نازک / بار. میلی متر/زمان |
۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ |
| کل زمان انحلال، حداقل | ۳۰ | ۲۰ | ۱۷ | ۲۲ | ۲۱ | ۱۵ | ۲۹ |
| کیفیت انحلال | خوب | خوب | خوب | خوب | خوب | خوب | خوب |
توجه: غلتک های جلو و عقب تا دمای ۵ ± ۱۵۰ درجه سانتی گراد گرم می شوند.
جدول ۶٫
نتایج تست عملکرد آسفالت های مختلف اصلاح شده با WRP فعال شده.
نتایج تست عملکرد آسفالت های مختلف اصلاح شده با WRP فعال شده.
| طرح | شاخص نفوذ در میلی متر | نقطه نرم شدن / درجه سانتیگراد | شکل پذیری /سانتی متر |
ویسکوزیته برینل/Pa·s | بازیابی الاستیک/% | نقطه نرمی بالا و پایین در ۴۸ ساعت متفاوت است |
|---|---|---|---|---|---|---|
| S1 | ۴۵ | ۶۲٫۲ | ۵٫۶ | ۱٫۳۴۲ | / | ۶٫۹ |
| S2 | ۴۶ | ۷۰ | ۱۲٫۵ | ۳٫۱۸۴ | ۷۸ | ۱٫۶ |
| S3 | ۵۲ | ۵۹٫۵ | ۴٫۷ | ۲٫۰۴۴ | ۶۸ | ۰٫۱ |
| S4 | ۴۳ | ۶۲٫۷ | ۵٫۴ | ۱٫۵۴۶ | ۶۲ | ۲٫۶ |
| S5 | ۴۲ | ۶۲٫۳ | ۶٫۲ | ۲٫۲۷۱ | ۶۴ | ۰٫۷ |
| S6 | ۴۹ | ۶۰ | ۸٫۶ | ۳٫۲۷۳ | ۶۰ | ۷٫۳ |
| S7 | ۵۱ | ۶۱٫۹ | ۱۰ | ۳٫۵۷۲ | ۶۰ | ۲ |
جدول ۷٫
جدول فرمول آزمایش آسفالت اصلاح شده.
جدول فرمول آزمایش آسفالت اصلاح شده.
| فرمولاسیون شماره | F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F6 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| خیر | جزء | دوز هر جزء/phr | |||||
| ۱ | WRP | ۹۳ | ۹۰٫۱ | ۸۶٫۶ | ۸۷٫۴ | ۸۳٫۹ | ۸۷٫۵ |
| ۲ | لس آنجلس | ۳٫۳ | ۳٫۲ | ۳ | ۶٫۱ | ۶ | —— |
| ۳ | پوند | —— | —— | —— | —— | —— | ۶ |
| ۴ | CL | ۳٫۷ | ۴ | ۷٫۸ | ۳٫۹ | ۷٫۶ | ۳٫۹ |
| ۵ | S-1 | —— | ۲٫۷ | ۲٫۶ | ۲٫۶ | ۲٫۵ | ۲٫۶ |
| جمع | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | |
جدول ۸٫
برگه ثبت نمونه سازی.
برگه ثبت نمونه سازی.
| شماره نمونه | F1 | F2 | F3 | F4 | F5 | F6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| دمای غلتک جلو (شروع/پایان)، درجه سانتی گراد |
۱۲۰/۱۲۲ | ۱۲۷/۱۳۳ | ۱۱۵/۱۲۷ | ۱۱۳/۱۲۰ | ۱۱۵/۱۱۸ | ۱۱۳/۱۱۸ |
| دمای غلتک عقب (شروع/پایان)، درجه سانتی گراد |
۱۱۰/۱۱۰ | ۱۱۱/۱۱۷ | ۱۱۱/۱۱۲ | ۱۱۷/۱۲۰ | ۱۱۵/۱۱۷ | ۱۱۲/۱۱۷ |
| زمان پلاستیک سازی، حداقل | ۶ | ۵ | ۶ | ۵ | ۵ | ۶ |
| ضخامت عبور نازک / بار. میلی متر/زمان | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ |
| کل زمان انحلال، حداقل | ۱۷ | ۲۱ | ۱۵ | ۱۹ | ۲۱ | ۱۶ |
| کیفیت انحلال | خوب | خوب | خوب | خوب | خوب | خوب |
توجه: غلتک های جلو و عقب تا دمای ۵ ± ۱۵۰ درجه سانتی گراد گرم می شوند.
جدول ۹٫
عملکرد پودر لاستیک ضایعات فعال کامپوزیت فعال.
عملکرد پودر لاستیک ضایعات فعال کامپوزیت فعال.
| نمونه | دوز | فرآیند آماده سازی | خودکار. شاخص (۲۵ درجه سانتی گراد)/۰٫۱ میلی متر | نرم. نقطه/ درجه سانتیگراد | شکل پذیری (۵ درجه سانتی گراد) در سانتی متر | ویسکوزیته برینل (۱۳۵ درجه سانتیگراد) | Soft.Pts بالا و پایین در ۴۸ ساعت متفاوت است |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| F1 | آسفالت/ACR = 92/8 | ۱۸۰ درجه سانتیگراد، ۵۰۰۰ دور در دقیقه، ۳۰ دقیقه | ۴۷ | ۶۱٫۶ | ۵٫۶ | ۱٫۵۲۰ | ۱٫۳ |
| F2 | آسفالت /ACR = 88/12 |
۱۸۰ درجه سانتیگراد، ۵۰۰۰ دور در دقیقه، ۶۰ دقیقه | ۴۳ | ۶۶٫۳ | ۶٫۷ | ۲٫۶۸۴ | ۳٫۸ |
| F3 | آسفالت/ACR = 88/12 | ۱۸۰ درجه سانتی گراد ۵۰۰۰ دور در دقیقه، ۶۰ دقیقه |
۴۳ | ۶۶ | ۶٫۷ | ۲٫۵۷۴ | ۳٫۷ |
| F4 | آسفالت /ACR = 88/12 |
۱۸۰ درجه سانتیگراد، ۵۰۰۰ دور در دقیقه، ۶۰ دقیقه | ۴۲ | ۶۵٫۹ | ۶٫۷ | ۲٫۵۷۵ | ۲٫۸ |
| F5 | آسفالت /ACR = 88/12 |
۱۸۰ درجه سانتیگراد، ۵۰۰۰ دور در دقیقه، ۱۰۰ دقیقه | ۴۲ | ۶۵٫۸ | ۷٫۳ | / | ۳٫۳ |
| F6 | آسفالت /ACR = 88/12 |
۱۸۰ درجه سانتیگراد، ۵۰۰۰ دور در دقیقه، ۵۰ دقیقه | ۴۴ | ۶۰٫۵ | ۶٫۵ | ۲٫۳۳۱ | ۰٫۴ |
جدول ۱۰٫
تجزیه و تحلیل NMR چگالی اتصال عرضی قرص پودر لاستیک فعال.
تجزیه و تحلیل NMR چگالی اتصال عرضی قرص پودر لاستیک فعال.
| XLD/(10-5 مول در سانتی متر۳) | صبحج)/% | تی۲/ام‌اس | A(T2)/% | |
|---|---|---|---|---|
| پودر لاستیک غیرفعال | ۱۳٫۰۲ | ۶۷٫۷۸ | ۰٫۵۷ | ۲۴٫۸۱ |
| فعال شد | ۵٫۹۶ | ۶۶٫۲۲ | ۱٫۱۶ | ۳۴٫۳۸ |
توجه: XLD: چگالی اتصال عرضی. A (Mc): مساحت نقطه اتصال عرضی یا تعداد نقاط اتصال عرضی. T2: توانایی حرکت واحد فعالیت. A (T2): منطقه اشغال شده توسط واحدهای فعال.
جدول ۱۱٫
فرمول تست.
فرمول تست.
| فرمولاسیون | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | T7 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| خیر | جزء | مقدار، phr | ||||||
| ۱ | WRP | ۶۷٫۹ | ۶۷٫۹ | ۶۷٫۹ | ۸۹٫۱ | ۹۴٫۱ | ۷۸٫۵ | ۵۹٫۵ |
| ۲ | RLDPE | ۲۹٫۱ | ۲۹٫۱ | ۲۹٫۱ | ۹٫۹ | ۴٫۹ | ۸٫۷ | ۳۱٫۴ |
| ۳ | PA | ۳ | —— | —— | ۱ | ۱ | ۱٫۱ | ۰٫۶ |
| ۴ | PB | —— | ۳ | —— | —— | —— | —— | —— |
| ۵ | کامپیوتر | —— | —— | ۳ | —— | —— | —— | —— |
| ۶ | SBC | —— | —— | —— | —— | —— | ۱۱٫۷ | ۸٫۵ |
| جمع | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | ۱۰۰٫۰۰ | |
جدول ۱۲٫
برگه ثبت فرآیند نمونه سازی آسفالت اصلاح شده.
برگه ثبت فرآیند نمونه سازی آسفالت اصلاح شده.
| شماره نمونه | T1 | T2 | T3 | T4 | T5 | T6 | T7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| دمای غلتک جلو (شروع/پایان)، درجه سانتی گراد |
۱۴۰/۱۴۲ | ۱۴۷/۱۴۳ | ۱۳۵/۱۴۷ | ۱۴۳/۱۴۰ | ۱۴۵/۱۴۸ | ۱۴۸/۱۴۵ | ۱۴۶/۱۴۵ |
| دمای غلتک عقب (شروع/پایان)، درجه سانتی گراد |
۱۴۰/۱۴۰ | ۱۳۱/۱۳۷ | ۱۵۱/۱۴۲ | ۱۳۷/۱۴۰ | ۱۴۵/۱۴۷ | ۱۴۶/۱۴۱ | ۱۴۵/۱۴۵ |
| زمان پلاستیک سازی، حداقل | ۶’۱۵” | ۴′ | ۶′ | ۵′۲۰ اینچ | ۵′۰۵ اینچ | ۵′۴۲ اینچ | ۶′۲۰ اینچ |
| ضخامت عبور نازک / بار. میلی متر/زمان |
۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ | ۰٫۵/۲ |
| کل زمان انحلال، حداقل | ۳۰′ | ۲۰′ | ۱۷’۵۴” | ۲۲′ | ۲۱′ | ۱۵’۳۹” | ۲۹′ |
| کیفیت انحلال | خوب | خوب | خوب | خوب | خوب | خوب | خوب |
توجه: غلتک های جلو و عقب تا دمای ۵ ± ۱۵۰ درجه سانتی گراد گرم می شوند.
جدول ۱۳٫
شرایط فرآیند اصلاح عامل اصلاح کننده رابط مختلف.
شرایط فرآیند اصلاح عامل اصلاح کننده رابط مختلف.
| طرح | فرمولاسیون | اصلاح کننده رابط | مقدار TPE w /% | زمان برشی / دقیقه |
|---|---|---|---|---|
| T1 | پودر لاستیک زباله (WRP): پلاستیک های بازیافتی (RLDPE): اصلاح کننده رابط = ۷۰:۳۰:۳ | PA | ۸ | ۳۰ |
| T2 | PB | |||
| T3 | کامپیوتر |
جدول ۱۴٫
مقایسه اثرات اصلاحی اصلاح کننده های مختلف رابط.
مقایسه اثرات اصلاحی اصلاح کننده های مختلف رابط.
| طرح | شاخص نفوذ در میلی متر | نقطه نرم شدن / درجه سانتیگراد | شکل پذیری /سانتی متر |
ویسکوزیته برینل/Pa·s | Soft.Pts بالا و پایین در ۴۸ ساعت متفاوت است |
|---|---|---|---|---|---|
| T1 | ۴۵ | ۶۴٫۳ | ۳٫۶ | ۲٫۲۸۵ | ۳۱٫۳ |
| T2 | ۴۹ | ۶۴٫۲ | ۳٫۴ | ۱٫۸۷۱ | ۲۹٫۴ |
| T3 | ۴۸ | ۶۴٫۷ | ۴ | ۱٫۹۹۳ | ۲۲٫۹ |
جدول ۱۵٫
طرح‌های آزمایشی نسبت‌های مختلف لاستیک/پلاستیک.
طرح‌های آزمایشی نسبت‌های مختلف لاستیک/پلاستیک.
| طرح | WRP/RLDPE | PE-A /فن |
مقدار TPE w /% |
زمان برشی / دقیقه |
|---|---|---|---|---|
| T4 | ۹۰/۱۰ | ۱ | ۱۵ | ۶۰ |
| T5 | ۹۵/۵ |
توجه: فن واحدی برای اصلاح کننده ها در این مقاله است.
جدول ۱۶٫
مقایسه تاثیر نسبت های مختلف لاستیک به پلاستیک بر عملکرد آسفالت اصلاح شده
مقایسه تاثیر نسبت های مختلف لاستیک به پلاستیک بر عملکرد آسفالت اصلاح شده
| طرح | شاخص نفوذ در میلی متر | نقطه نرم شدن / درجه سانتیگراد | شکل پذیری /سانتی متر |
ویسکوزیته برینل/Pa·s | بازیابی الاستیک /% |
Soft.Pts بالا و پایین در ۴۸ ساعت متفاوت است |
|---|---|---|---|---|---|---|
| T4 | ۴۲ | ۶۵ | ۸٫۷ | ۱۱٫۴۹۷ | ۶۹ | ۳ |
| T5 | ۴۲ | ۶۳ | ۸٫۵ | ۹٫۹۳۳ | ۶۳ | ۲ |
جدول ۱۷٫
اثر اصلاحی SBC افزودنی بر روی آسفالت.
اثر اصلاحی SBC افزودنی بر روی آسفالت.
| طرح | WRP /LDPE |
SBC | خودکار. شاخص / میلی متر | نرم. نقطه/ درجه سانتیگراد | شکل پذیری /سانتی متر |
ویسکوزیته برینل/Pa·s | بازیابی الاستیک /% |
Soft.Pts بالا و پایین در ۴۸ ساعت متفاوت است |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| T4 | ۹۰/۱۰ | نه | ۴۲ | ۶۵ | ۸٫۷ | ۱۱٫۴۹۷ | ۶۹ | ۳ |
| T5 | آره | ۴۴ | ۶۶٫۱ | ۱۰٫۱ | ۱۴٫۸۰۰ | ۷۲ | ۰٫۶ | |
| T6 | ۹۵/۵ | نه | ۴۲ | ۶۳ | ۸٫۵ | ۹٫۹۳۳ | ۶۳ | ۲ |
| T7 | آره | ۴۲ | ۶۸ | ۱۴٫۷ | ۱۴٫۲۷۵ | ۸۲ | ۰٫۷ |
جدول ۱۸٫
فرمول تست نرم کننده.
فرمول تست نرم کننده.
| طرح | فرمولاسیون | مقدار TPE w/% |
زمان برشی / دقیقه |
پلاستیسایزر A/سیستم اصلاح/% |
|---|---|---|---|---|
| T7 | WRP:RLDPE:PA:SBC = 95:5:1:13.6 | ۱۵ | ۶۰ | ۰ |
| Q8 | ۱ | |||
| T9 | ۱٫۵ |
جدول ۱۹٫
اثر کاهش ویسکوزیته نرم کننده A.
اثر کاهش ویسکوزیته نرم کننده A.
| طرح | خودکار. فهرست مطالب /mm |
نرم. نقطه / درجه سانتیگراد |
شکل پذیری /سانتی متر |
ویسکوزیته برینل /Pa·s |
بازیابی الاستیک /% |
Soft.Pts بالا و پایین در ۴۸ ساعت متفاوت است |
|---|---|---|---|---|---|---|
| T7 | ۴۲ | ۶۸ | ۱۴٫۷ | ۱۴٫۲۷۵ | ۸۲ | ۰٫۷ |
| Q8 | ۴۶ | ۶۲٫۷ | ۹٫۲ | ۴٫۳۱۲ | ۶۸ | ۰٫۸ |
| T9 | ۴۶ | ۶۴ | ۱۱٫۵ | ۳٫۹۹۲ | ۷۰ | -۰٫۵ |
|
سلب مسئولیت/یادداشت ناشر: اظهارات، نظرات و داده‌های موجود در همه نشریات صرفاً متعلق به نویسنده (ها) و مشارکت‌کننده (ها) است و نه MDPI و/یا ویرایشگر. MDPI و/یا ویراستار(های) مسئولیت هرگونه آسیب به افراد یا دارایی ناشی از هر ایده، روش، دستورالعمل یا محصولات اشاره شده در محتوا را رد می کنند.
|
