محققان دانشگاه علم و صنعت با بهره‌گیری از نانو ذرات توانستند طول عمر و عملکرد آسفالت را بهبود بخشند.

به گزارش پرس شیعه؛ محققان دانشگاه علم و صنعت موفق شدند با بهره گیری از نانو ذرات طول عمر آسفالت را بهبود دهند که از نتایج این طرح می‌توان در طراحی و برنامه‌ریزی برای ترمیم و نگهداری شبکه‌ راه‌های آسفالتی به‌خصوص در مناطق پر بارش و مرطوب بهره برد.

در سال های اخیر تکرار بارهای ترافیکی و افزایش شدت آن موجب روند صعودی هزینه‌های مرمت و بازسازی راه‌ها و فرودگاه‌ها شده است. از این‌رو محققان را بر آن داشته که با استفاده از مواد افزودنی در ساخت مخلوط‌های آسفالت، عملکرد و دوام آنها را بهبود بخشند.

با توجه به حجم وسیع تولید ضایعات شیشه در شهرهای بزرگ و همچنین اثر مثبت خرده‌شیشه به‌عنوان افزودنی در کارایی آسفالت، از دهه‌ ۱۹۷۰ میلادی از افزودنی خرده‌شیشه در مخلوط آسفالت استفاده شد. این نوع آسفالت به آسفالت شیشه‌ای موسوم است. یکی از عیوب آسفالت شیشه‌ای عملکرد پایین آن در مناطق پر بارش و مرطوب است. تاکنون تحقیقاتی در زمینه‌ بهینه‌سازی عملکرد این نوع آسفالت صورت گرفته است.

ندا کامبوزیا مجری این طرح تحقیقاتی وجود ذرات سیلیکون در آسفالت شیشه‌ای را علت اصلی عملکرد ضعیف این نوع آسفالت در مواجهه با رطوبت دانست و گفت: در کنار خصوصیات منحصربه ‌فرد آسفالت شیشه‌ای همچون مقاومت بالای آن در برابر بارهای دینامیکی، هزینه‌ی تولید، نگهداری و تعمیر پایین، ما را بر آن داشته است تا با رفع عیب مذکور از پتانسیل بالای این نوع آسفالت بهره‌برداری کنیم.

وی افزود: ازاین‌رو هدف از انجام این طرح، افزایش مقاومت آسفالت شیشه‌ای در برابر رطوبت و آب با استفاده از نانوذرات افزودنی بوده است.

این محقق با اشاره به پدیده‌ی شیار شدگی ناشی از نفوذ آب و رطوبت خاطرنشان کرد: افزودن نانوذرات علاوه بر افزایش مقاومت آسفالت شیشه‌ای در برابر شیار شدگی، افزایش مدول سفتی را نیز موجب می‌شود.

کامبوزیا به ارائه‌ توضیحات کامل‌تری درخصوص نحوه‌ تأثیر سیلیکون بر خواص آسفالت شیشه‌ای و چگونگی رفع این مشکل پرداخت و گفت: حضور سیلیکون آب‌دوست در کنار آب‌گریز بودن قیر عملکرد ضعیف آسفالت را در حضور رطوبت تشدید می‌کند. در این طرح با استفاده از نانوذرات زایکوسویل به‌عنوان افزودنی ضد عریان شدگی و کاهش حساسیت رطوبتی به اصلاح قیر موجود در آسفالت پرداخته شده است.

وی عنوان کرد: در این طرح حاضر دو نمونه‌ آسفالت با اضافه کردن نانو زایکو سویل و بدون اضافه کردن این ماده مورد آزمون‌های دینامیکی قرار گرفته است. همچنین دو نمونه‌ آسفالت به ‌وسیله‌ میکروسکوپ الکترونی به لحاظ ریزساختاری مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند.

این محقق خاطرنشان کرد: در این تحقیق میزان حساسیت آسفالت به تغییرات دمایی نیز بررسی شده است. نتایج حاصل از آزمون‌های رئولوژی قیر اصلاح شده و مقایسه آنها با نتایج مربوط به قیر اولیه و همچنین تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی گویای قوی‌تر شدن پیوند بین ریزساختارهای قیر بوده است.

کامبوزیا تاکید کرد: به‌علاوه تغییرات دمایی تأثیر کمتری بر قیر اصلاح‌شده در مقایسه با قیر اولیه داشته است.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های حسن زیاری، حمید بهبهانی و محمود عامری از اعضای هیأت علمی دانشگاه علم و صنعت و ندا کامبوزیا دانشجوی دکترای این دانشگاه است. نتایج این تحقیق در مجله‌ Construction and Building Materials (جلد ۱۰۱، سال ۲۰۱۵، صفحات ۷۵۲ تا ۷۶۰) به چاپ رسیده است.