ارزیابی عملکرد قیر حاوی میکرو الیاف سلولزی و پلیمر اس بی اس و اس بی آر

یکی از مشکلات استفاده از قیرهای اصلاح‌شده، هزینه بالای افزودنی‌ها از جمله انواع الیاف است که به نوبه خود می‌تواند هزینه قیر و مخلوط‌های آسفالتی اصلاح شده را افزایش دهد؛ بنابراین در این تحقیق از مواد ضایعاتی ارزان‌قیمت کارخانه‌های تولید کاغذ شامل لیکور و میکرو الیاف سلولزی (حاصل از آسیاب خمیرکاغذ ضایعاتی) استفاده شده است تا برخلاف سایر تحقیقات انجام‌شده، علاوه بر بهبود خصوصیات قیر و مزایای زیست‌محیطی استفاده از مواد ضایعاتی، هزینه تولید قیر اصلاح‌شده نیز کاهش یابد. همچنین در این تحقیق، خصوصیات قیرهای پلیمری شامل استایرن بوتادین استایرن و استایرن بوتادین رابر به دلیل کاربرد بیشتر در روسازی‌های آسفالتی مورد بررسی قرار گرفته است تا امکان مقایسه و ارزیابی عملکرد قیرهای اصلاح شده با لیکور و میکرو الیاف سلولزی فراهم گردد. بدین منظور، آزمایش‌های شارپ از جمله آزمایش رئومتر برش دینامیکی و رئومتر تیرچه خمشی بر روی نمونه‌های اصلاح‌شده با پلیمر و الیاف انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان‌دهنده افزایش سختی قیر در تمامی نمونه‌های اصلاح‌شده است. بااین‌حال مطابق با نتایج آزمایش‌های کلاسیک قیر و همچنین آزمایش ویسکوزیته دورانی، پلیمرهای استایرن بوتادین استایرن و استایرن بوتادین رابر تاثیر بیشتری بر روی افزایش سختی و افزایش ویسکوزیته قیر داشته‌اند. به طوری که دمای اختلاط و تراکم نمونه‌های اصلاح‌شده با این دو افزودنی افزایش چشم‌گیری داشته است. باتوجه‌به نتایج به‌دست‌آمده، علی‌رغم بهبود دمای عملکردی بالای قیر حاوی لیکور، این افزودنی تاثیر منفی بر روی دمای عملکردی پایین قیر داشته است. همچنین میکرو الیاف سلولزی در مقایسه با پلیمرهای استایرن بوتادین استایرن و استایرن بوتادین رابر تاثیر کمتری بر روی بهبود خصوصیات قیر داشته است، بااین‌حال، مزایای استفاده از میکرو الیاف سلولزی در اصلاح خصوصیات قیر از جمله کاهش دمای اختلاط و تراکم مخلوط آسفالتی در مقایسه با قیرهای پلیمری و کاهش هزینه‌های ساخت و اجرای روسازی‌های آسفالتی به دلیل استفاده مواد ضایعاتی ارزان‌قیمت را نمی‌توان نادیده گرفت.

performance evaluation of bitumen containing cellulose microfibers and sbs and sbr polymers

a key issue to the development of using modified bitumen is the high price of additives, including fibers, which in turn, can increase the cost of bitumen and modified asphalt mixtures. in contrast to other research, in this study, cheap waste materials obtained from papermaking manufacture, including liquor and cellulose microfibers (obtained from waste pulp mills) are used to improve the properties of modified bitumen while reducing the cost of producing modified bitumen. further, bitumen modified by styrenebutadienestyrene (sbs) and styrenebutadiene rubber (sbr) were examined in this study in order to compare with bitumens modified by cellulose microfibers. for this purpose, shrp tests, including dynamic shear rheometers and bending beam rheometers, were performed on polymer and fiber modified specimens. based on the results of this study, all modified samples displayed a significant increase in bitumen hardness. tests of classical bitumen and rotational viscosity demonstrated that polymers of butadienestyrenestyrene and styrenebutadiene rubber significantly enhanced the viscosity and hardness of bitumen in comparison with other polymers. consequently, the mix and compaction temperature of the modified samples with these additives have significantly increased. results revealed that liquorcontaining bitumen improved its hightemperature performance, but it had a negative effect on the bitumen’s lowtemperature performance. furthermore, cellulose microfibers had less effect on improving bitumen’s properties than polymers such as styrenebutadienestyrene and styrenebutadienerubber. however, cellulose microfibers’ capabilities to modify the properties of bitumen, including a lower mixing and compaction temperature of asphalt mixtures than polymers and cheaper production and implementation of asphalt pavements due to the use of cheap waste materials, cannot be overlooked.