استفاده از پودر لاستیک در آسفالت
یکی از کاربردهای عمده پودر لاستیک، استفاده به عنوان مکمل قیر در آسفالت‌های پلیمری است.از جمله خواص پودر لاستیک در آسفالت می‌توان به کاهش تنش در سطح آسفالت، افزایش نقطه نرمی و انعطاف بالای آسفالت در فشارهای ناشی از بار ترافیکی بالا اشاره کرد.
قیرهای به دست آمده از نفت خام یا قیر طبیعی كه سالیان دراز عمدتاً به عنوان ماده چسباننده در ساخت جاده‌ها و یا دیگر مصارف عایقكاری و پوششی به كار می‌رود، هیچ گاه از یک سری خواص فیزیكی و مكانیكی كاملاً رضایتبخش برخوردار نبوده و با توجه به خواص فیزیكی و مكانیكی محدود، از قابلیت كاربردی محدود و زمان سرویس‌دهی مشخص برخوردار هستند. از این رو محققان همواره تلاش داشته‌اند كه به نحوی خواص این سنگین ترین برش نفتی را در جهت مطلوب تغییر دهند.
اصلاح خواص قیر باعث بالا رفتن كیفیت آن و افزایش عمر سرویس دهی پوشش شده و درنتیجه هزینه‌های نگهداری و تكرار پوشش به نحو چشمگیری كاسته خواهد شد. یكی از این مواد اصلاح كننده، استفاده از پودر لاستیك است.
نتایج آزمایش‌ها نشان داده كه این آسفالت نسبت به آسفالت معمولی دارای مقاومت مارشال بیشتر، مدول برجهندگی و كشش غیرمستقیم بیشتر و عمق شیارشدگی كمتری است. افزودن مصالح لاستیكی بازیابی شده به مخلوطهای آسفالتی به عنوان هدف ثانویه و به دلیل حفاظت از محیط زیست، مطرح و‌در این زمینه بررسی و تحقیقاتی انجام گرفته است. از جمله این مواد خرده یا پودر لاستیک تایرهای كهنه و فرسوده است. استفاده از خرده لاستیک در قیر به سال‌های اول دهه ۱۹۶۰ باز می‌گردد. از آن به بعد انواع لاستیک مانند لاستیک مصنوعی، طبیعی، شیرابه لاستیكی و غیره به قیر اضافه شده است. خرده لاستیک، ساختمان شبكه‌ای داشته و در بخش مالتن قیر محلول نیست.
انتظار می‌رود این پلیمرها در قیر محلول باشد. قیر لاستیكی به صورت مخلوطی از سه جزء تعریف می‌شود.
- یك قیر نفتی جاده سازی (حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد جرمی)
- یك روغن آروماتیک (حدود ۳ درصد جرمی)
- خرده لاستیک به دست آمده از لاستیك‌های فرسوده ریز ۱ تا ۵۰ میكرون (۱۸ تا ۲۶ درصد)
روش تولید خرده لاستیک
- آسیاب كردن در دمای متوسط محیط
- آسیاب كردن در سرما
كه از این میان، روش دوم ذرات ریزتری را تولید می‌كند ولی گرا‌نتر است.
دو فرآیند برای اصلاح قیر با خرده لاستیك وجود دارد.
در فرآیند تر، خرده لاستیک قبل از افزایش مصالح به قیر افزوده می‌شود. بین ۱۸ تا ۲۶ درصد از خرده لاستیک به مدت ۲-۱ ساعت در دمای ۲۱۸-۱۹۰ درجه سانتیگراد با قیر واكنش داده می‌شود. در چنین دمای بالایی، پیوندهای فیزیكی و شیمیایی زیادی بین اجزا تولید می‌شود. در طی این فرآیند ویسكوزیته واكنش‌های بین قیر و خرده لاستیک بالا رفته و در نهایت ثابت می‌ماند. یك ویسكوزیته ثابت معقول، نشان دهنده تكمیل واكنش است.
این نوع واكنش‌ها از نوع برهم كنش‌‌های فیزیكی و شیمیایی هستند كه ذرات لاستیک، متورم شده و ویسكوزیته افزایش می‌یابد. در زمان‌های اختلاط طولانی‌تر، ذرات لاستیک تخریب شده و ویسكوزیته كاهش می‌یابد. اگر ویسكوزیته به سطح مطلوبی كاهش نیابد، از یک ماده جایگزین روا‌ن‌كننده استفاده می‌شود. در این فرآیند بسته به نوع مصالح، دما تغییر می‌كند. برای مثال دمای ۱۹۰-۱۶۳ برای مخلوط آسفالت گرم با دانه‌بندی متراكم و دمای ۱۶۳-۱۳۵ برای مصالح با دانه بندی باز.
در فرآیند خشک، خرده لاستیک به مصالح اضافه شده و سپس قیر به مخلوط اضافه می‌شود. در حدود ۵- ۳ درصد جرم مصالح از خرده لاستیک اضافه می‌شود. درصد خرده لاستیک دراین فرآیند ۴-۲ برابر فرایند تر است.
مزایای خرده لاستیک
از عمد‌ه‌ترین مزایای استفاده از خرده لاستیک در تهیه مخلوطهای آسفالتی می‌توان به موارد زیر اشاره كرد.
- مقاومت بیشتر در برابر خستگی.
- افزایش خاصیت كشش پذیری در دمای پایین.
- حساسیت حرارتی كمتر.
- الاستیسیته بهبود یافته پوشش.
- ویسكوزیته و چسبندگی بیشتر و مقاومت دربرابر شیارشدگی.
- بهبود خواص رئولوژیكی.
- كاهش درجه نفوذ (درجه نفوذ قیر در دماهای بالا به شدت و در دماهای پایین اندكی كاهش می‌یابد).
- افزایش نقطه نرمی.
- كاهش شكنندگی در درجه حرارت پایین.
- كاهش مدول مصالح.
- كاهش صدای چرخ
- مقاومت بیشتر در برابر ی خزدگی سطوح متخلخل.
همچنین نتایج آزمایش خزش نشان می‌دهد كه رفتار این نوع قیرها به رفتار قیر اید‌ه‌آل نزدیك است. داد‌ه‌های رئولوژیكی، بهبود خواص قیر در دو محدوده دمایی سرد و گرم را تائید می‌كند. انواع مختلف خرده لاستیک اثرات متفاوتی بر روی خواص قیر دارد.
بررسی‌ها نشان می‌دهد كه مخلوطهای آسفالتی ساخته شده با این نوع قیرها دارای مقاومت خوبی در مقابل شیارشدگی، تغییر شكل‌های دائم هستند.
