نقش نانورس و نانو آهک هیدراته در حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی

نقش نانورس و نانو آهک هیدراته در حساسیت رطوبتی مخلوط های آسفالتی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

چکیده

مواد نانو در سال‌های اخیر برای بهبود خواص رئولوژیکی قیر و افزایش مشخصات مکانیکی مخلوط‌‌های آسفالتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. بالا بودن هزینه‌های تولید نانو مواد، از جمله موانعی است که استفاده از این‌گونه مواد را محدود به کارهای آزمایشگاهی و تحقیقاتی کرده و مانع کاربرد گسترده آنها در پروژه‌ها شده است. در این تحقیق سعی شده با استفاده از روش‌های فنی مناسب که انجام آنها از نظر اقتصادی نیز توجیه پذیر باشد، آهک هیدراته به نانوآهک هیدراته تبدیل شود. سپس اثر آن بر حساسیت رطوبتی مخلوط‌های آسفالتی حاوی نانورس و آهک هیدراته مقایسه شود. با استفاده از آسیاب گلوله‌ای سیاره‌ای¹ در مدت زمان و سرعت چرخش معین و با استفاده از عامل کنترل کننده فرآیند، میانگین اندازه ذرات آهک هیدراته از 760 نانومتر به 281 نانومتر رسید. میانگین اندازه ذرات نانوآهک هیدراته با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و همچنین نمودارهای دستگاه تشخیص داده شد. نتایج آزمایش کشش غیرمستقیم مخلوط آسفالتی در دو حالت خشک و اشباع نشان داد که نسبت مقاومت کششی مخلوط اصلاح شده با پنج درصد نانوآهک هیدراته (از وزن قیر)، 52 درصد نسبت به نمونه شاهد و نوزده درصد نسبت به نمونه اصلاح شده با بیست درصد آهک هیدراته (از وزن قیر) افزایش داشته است. به علاوه افزودن دو درصد نانورس(Closite 30B) باعث افزایش 49درصدی نسبت مقاومت کششی شده است.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20086598.1393.5.3.6.2

عنوان مقاله [English]

The Effect of Nanoclay and Nano Hydrated Lime on Moisture Susceptibility of Asphalt Mixes

چکیده [English]

Nanomaterials have been used in the recent years in some projects, in order to enhance rheological properties of bitumen and mechanical properties of asphalt mixes. The Application of nanomaterials is limited mainly to laboratory studies due to the high price of these materials. In this paper, nano hydrated lime were produced by economic procedure (milling by satellite mill) at specified speed and time using Process Control Agent (PCA). The average particle size of hydrated lime reached from 760 nanometer to 281 nanometer as it was determined using SEM (Scanning Electron Microscopy) photos and Dynamic Light Scattering (DLS) graphs. The role of nano hydrated lime on mixes was compared with those containing nanoclay and hydrated lime. As for the optimum amount of the materials the addition of 5% nano hydrated lime (by weight of bitumen) and 2% nanoclay to bitumen resulted in 52% and 49% increase in Tensile Strength Ratio (TSR) respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

Asphalt mix
nano-hydrated lime
Nanoclay
Moisture susceptibility

مراجع

-Cheng, J., Shen, J. and Xiao, F. (2011) "Moisture susceptibility of warm-mix asphalt mixtures containing nanosized hydrated lime", Journal of Materials in Civil Engineering, Vol.23,No.11, pp.1552-1559.

-Diab, A., You, Z. P. and Wang, H. N. (2013) "Using modified creep and recovery tests to evaluate the foam-based warm mix asphalt contained nano hydrated lime", Advanced Materials Research, Vol.646,No., pp.90-96.

-Ghaffarpour Jahromi, S. and Ahmadi, N. A. (2011) "Engineering properties of nanoclay modified asphalt concrete mixtures", International Journal of Earth Sciences and Engineering, Vol.4,No.6, pp.941-944.

Goh, S. W., Akin, M., You, Z. and Shi, X. (2011) "Effect of deicing solutions on the tensile strength of micro- or nano-modified asphalt mixture", Construction and Building Materials, Vol.25,No.1, pp.195-200.

-Granados-Correa, F., Bonifacio-Martinez, J. and Serrano-Gomez, J. (2009) "The ball milling effect on tribasic calcium phosphate and its chromium (VI) ion sorption properties", Journal of the Chilean Chemical Society, Vol.54,No., pp.252-255.

-Kabir, S. (2008) "Effect of hydrated lime on the labratory performance of superpave mixtures", Master of Science Thesis, Louisiana State University.

-Koo, J. (2006) "Polymer nanocomposites", United States, McGraw-Hill.

-Liu, G. (2011) "Characterization and identification of bituminous materialsmodified with montmorillonite nanoclay", Master of Science Thesis, Wuhan University of Technology.

-Ozan Gezerman, A. and Didem Corbacioglu, B. (2012) "Use of uniform-sized balls to improve the manufacturing of CaCO3 in ball mills", International Journal of Modern Chemistry, Vol.1,No.3, pp.116-124.

-Pilar, M., Suñol, J. J., Bonastre, J. and Escoda, L. (2007) "Influence of process control agents in the development of a metastable Fe–Zr based alloy", Journal of Non-Crystalline Solids, Vol.353,No.8-10, pp.848-850.

-Sabah, E., Özdemir, O. and Koltka, S. (2013) "Effect of ball mill grinding parameters of hydrated lime fine grinding on consumed energy", Advanced Powder Technology, Vol.24,No.3, pp.647-652.

-Shen, J., Huang, B., Shu, X. S. and Tang, B. (2011) "Size effect of sub nano-scaled hydrated lime on selected properties of HMA", International Journal of Pavement Research and Technology, Vol.4,No.4, pp.252-257.

-Steyn, W. (2008), "Research and application of nanotechnilogy int ransportation",27th Annual Southern African Transport Conference, 2008 South Africa.