تاثیر خصوصیات فیزیکی فیلر و افزودنی های در مقیاس نانو بر مشخصات مکانیکی و حجمی مخلوط های آسفالتی
چکیده
در این پژوهش با استفاده از چهار نوع فیلر متداول اما با ترکیب شیمیایی متفاوت شامل بخش عبوری از الگ 200، سیمان پرتلند، پودر سنگ آهک و پودر سنگ سیلیسی، همراه با دو نوع اصلاح کننده جدید در مقیاس نانو شامل کربنات کلسیم رسوبی و نانورس، رفتار و عملکرد ملات قیری و مخلوط آسفالتی با انجام آزمونهای آزمایشگاهی متعدد مورد ارزیابی قرار می گیرد. تاثیر سطح ویژه ، نرمی و دانه بندی فیلرهای متداول با انجام آسیاب مجدد بر نسبتهای حجمی و مشخصات مکانیکی مخلوط آسفالتی ، مورد کنکاش قرار می گیرد. نتایج بررسی ها روی ترکیب قیر و فیلر به وضوح نشان می دهد با کوچک شدن ابعاد و ریزتر شدن دانه بندی فیلرهای متداول، سطح ویژه افزایش یافته و جذب سطحی بزرگتری با قیر ایجاد می شود که بسته به انرژی سطحی بین فیلر و قیر، ویسکوزیته، غلظت و دیگر مشخصات رئولوژیکی را تغییر می دهد. همچنین نوع و مشخصات فیلر بر مقاومت مارشال، مقاومت کششی غیر مستقیم، مدول برجهندگی و عمر خستگی نیز اثرگذار بوده و رفتار خزشی را بهبود می دهد که شدت و میزان تغییرات تابع نوع و مشخصات فیزیکی، شیمیایی و هندسی فیلر یعنی ترکیب شیمیایی، دانه بندی و سطح ویژه ذرات است. علاوه بر این با تحلیل نسبت های ححمی مخلوط مشخص شد که با کوچک شدن ابعاد ذرات، حجم هوای مخلوط کاهش، حجم اشغال شده توسط قیر افزایش و چگالی نیز افزایش می یابد. مقایسه اصلاح کننده های نویت نشان می دهد که کربنات کلسیم رسوبی تاثیر اندکی بر مقاومت مارشال و مقاومت کششی غیر مستقیم دارد اما عمر خستگی و رفتار خزشی را تا حد مناسبی بهبود می دهد. وجود حبابهای بسیار ریز ناشی از سوختن پوشش آلی این اصلاح کننده و ترکیب آن با قیر باعث می شود تراکم اولیه مخلوط تحت سیکلهای اولیه بار بزرگ باشد. افزودن درصد کمی نانورس به قیر به شرط آنکه صفحات رس به نحو صحیحی در قیر پراکنده شوند، باعث تغییر ساختار قیر و افزایش ویسکوزیته، سفتی و چسبندگی آن می شود بطوریکه تاثیر آن بر مقاومت مارشال، کشش غیر مستقیم و مدول برجهندگی محسوس است و رفتار خزشی را در دماهای بال بهبود می دهد اما بدلیل کاهش انعطاف پذیری ، بهبود قابل توجهی در رفتار خستگی بخصوص در دماهای پایین ایجاد نمی کند. همچنین بر مبنای نسبتهای حجمی و مشخصه های مکانیکی مخلوط، از مدلهای رفتاری مناسبی برای بیان مدول برجهندگی، رفتار خزشی و رفتار خستگی استفاده گردید که نتایج خروجی این مدلها نیز به وضوح تاثیر مشخصات فیلر و اصلاح کننده را مورد تایید قرار دادند.