ویژگی های نانو مواد در اصلاح آسفالت

یکی از عمده ترین نقطه ضعف های بهبوددهنده های پلیمری خالص این است که بیشتر پلیمرها از نظر ترمودینامیکی با آسفالت ناسازگارند. این ناسازگاری به دلیل وجود اختلاف های اساسی در چگالی، قطبیت، وزن مولکولی و انحلالپذیری بین پلیمر و آسفالت است. ناسازگاری می تواند به لایه لایه شدن کامپوزیت در حین ذخیره سازی حرارتی منجر شود. این مشکل به سهولت ظاهر نمی شود ولی هنگامی که در ساخت به کار می رود، ماده را تحت تأثیر قرار می دهد.

محققین در چین اصلاح آسفالت پایه و آسفالت بهبود یافته با SBS را با استفاده از سلیکات با نانو لایه ها گزارش کردند. گروهی در دانشگاه چانگ ان نیز نانو ساختارهای سیلیکا، تیتانیا و کربنات کلسیم را به منظور اصلاح آسفالت پایه، با SBS ترکیب کردند. علاوه بر آن، محققان نیز نانو مواد معدنی Fe3 فوق الذکر و همچنین نانو موادی مثل O4 یا ZnO را برای اصلاح مستقیم آسفالت پایه یا به همراه SBS یا لاستک استایرن بوتا دی ان (SBR) برای اصلاح آسفالت پایه، گزارش کردند.

گروه اویوانگ در دانشگاه شانگ های جیاو تانگ، ذخیره سازی حرارتی آسفالت اصلاح شده با پلی اتیلن کم چگالی (LDPE) و خاک رس سلیکاتی را بررسی کردند. علاوه بر آن، تأثیر خاک رس کائولین بر ویژگی های آسفالت اصلاح شده SBS و کوپلیمر سه قطعه ای و خطی از استایرن اتیلن بوتادین استایرن (SEBS) نیز گزارش شد. تشخیص داده شد که ویژگی های مقاومت در مقابل فرسودگی، ویژگی های رئولوژیکی و دمایی آسفالت اصلاح شده با نانو مواد، افزایش یافته است. بنابراین طول عمر سرویس دهی راه آسفالته طو لانی تر می شود.

محققان ایرانی تأثیر مونت موریلونیت (MMT) و سایر نانو رس ها را بر ویژگی های رئولوژیکی SBS بهبود یافته و آسفالت پایه، مورد بحث قرار دادند. آسفالت بهبود یافته با نانورس و میکروفیبر کربنی را تهیه کرده و برای مخلوط های آسفالت، ویژگی های مکانیکی و مقاومت در برابر آب را گزارش کردند. در ابتدا پلیمرها CaCO3 پوشاندند و سپس کامپوزیت را بر سطح ذره/ پلیمر را به عنوان بهبوددهنده آسفالت به کار بردند. سایر ویژگی های رئولوژیکی منتج شده از آسفالت بهبود یافته نیز گزارش شد.

ساخت نانو مواد آلی در مقیاس نانو با استفاده از تکنیک های مرسوم، مشکل است. لذا، بهبوددهند ه های پلیمری متداول، مانند نانو افزودنی های اصلاح آسفالت، به سهولت در دسترس نیستند. اما، نانو مواد اکسید فلزی می توانند با روشی مناسب تهیه شوند. در نتیجه، احتمال استفاده از آنها به عنوان افزودنی های آسفالت پایه بیشتر است و روشی امید بخش برای بهبود آسفالت محسوب می شود. هر چند که قیمت زیاد و ویژگی های نانو مواد اکسید فلزی، جذابیت آنها را برای اصلاح آسفالت در هر دو زمینه تحقیق و کاربرد، محدود می کند.

از نظر تئوری بسیاری از مواد اکسید فلز معدنی می توانند به صورت مواد نانو مقیاس فراهم شوند. سپس می توان از این نانو مواد برای تشکیل نانوکامپوزیت هایی با آسفالت پایه، استفاده کرد. اما کلید موفقیت در به انجام رساندن آن، یافتن سورفکتانتی است که با نانو افزودنی ها و با آسفالت پایه سازگار باشد. همان طور که قبلاً ذکر شد، برخی نانو مواد اکسید فلز معدنی خاص، نقش بهبود دهنده های غالب را در اصلاح آسفالت دارند و پرکاربردترین آنها نانو مواد رسی لایه لایه، مونت موریلونیت و مونت موریلونیت آلی (OMMT) است.