ارزیابی حساسیت رطوبتی مخلوط‌های آسفالتی حاوی افزودنی نانولوله کربنی

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، واحد اهر، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد اهر

10.22034/ceej.2018.7905

چکیده

پژوهش­های گذشته نشان داده است که نانومواد، حساسیت رطوبتی مخلوط­های آسفالتی را بهبود می­دهند. در این مقاله، اثر نانولوله کربنی بر بهبود حساسیت رطوبتی مخلوط­های آسفالتی مورد بررسی قرار می­گیرد. با توجه به این که جنس مصالح سنگی بر حساسیت رطوبتی مخلوط­های آسفالتی تأثیرگذار است، از دو نوع مصالح سنگی سیلیسی و آهکی در ساخت نمونه­ها استفاده شد. نمونه­ها با درصدهای 0%، 1%، 2% و 3% نانولوله کربنی ساخته شدند. حساسیت رطوبتی مخلوط­های آسفالتی گرم با استفاده از آزمایش کشش غیر مستقیم بررسی شد و نسبت مقاومت کششی غیر مستقیم برای نمونه­ها محاسبه گردید. در ادامه، اثر درصدهای مختلف نانولوله کربنی برروی پارامترهای آزمایش مارشال نیز ارزیابی شد. نتایج آزمایش­ها نشان داد که نسبت مقاومت کششی غیر مستقیم مخلوط­های اصلاح شده با نانولوله کربنی بیشتر از نمونه­های بدون افزودنی بوده و در نتیجه خصوصیات رطوبتی مخلوط­ها ارتقا می­یابد )به عنوان مثال 8/11 و 9/9 درصد بهبود برای مصالح آهکی و سیلیسی در حضور 1% از افزودنی). ضمناً درصد بیشتر نانولوله کربنی موجود در قیر، عملکرد بهتری را نشان می­دهد. از طرفی این تحقق نشان داد که مخلوط­های آسفالتی ساخته شده با مصالح آهکی در اکثر درصدهای نانولوله کربنی، حساسیت رطوبتی کمتری در مقایسه با مصالح سیلیسی مشابه دارند. همچنین افزودنی نانولوله کربنی، مقاومت کشش غیر مستقیم مخلوط­های آسفالتی را در دو حالت خشک و اشباع و نیز استحکام مارشال نمونه­ها را افزایش می­دهد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Moisture Sensitivity of Asphalt Mixtures Incorporating Carbon NanoTube

نویسندگان [English]

  • Farzad Atazadeh
  • Babak Golchin
Department of Civil Engineering, Ahar Branch, Islamic Azad University
چکیده [English]

In the present paper, the effects of a carbon nanotube on the moisture sensitivity of asphalt mixtures were investigated. Moisture sensitivity of asphalt mixtures is related to a phenomenon named stripping. The breaking of the bond between aggregate and asphalt binder is known as stripping (Xiao et al, 2010). Stripping reduces the strength of the material over the years which will manifest itself as rutting, corrugation, shoving, raveling, cracking, etc (Kodaii et al, 2012). Previous researches have introduced some additives for improving the moisture sensitivity of asphalt mixtures. Hydrated lime, Portland cement, polymeric material, and some other liquid anti stripping additives reduce the rate of moisture damage in asphalt mixtures. Recently, the use of nano materials in modifying different materials has become widespread (Alsaffar et al, 2014). In this study, a nano material named carbon nanotube with the quantity of 1, 2 and 3% was used for modification of asphalt binder. Moisture sensitivity of modified samples was investigated using indirect tensile strength test. In addition, the strength of modified samples was evaluated through marshal test.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carbon Nanotube
  • Asphalt mixture
  • Asphalt binder
  • Moisture sensitivity
  • Marshal test

مراجع

اسماعیلی ج، محمدجعفری صادقی ع، "بررسی تأثیر استفاده از نانوتیوب­های کربنی چند دیواره در افزایش مقاومت خمشی و قابلیت جذب انرژی ملات های سیمانی"، نشریه مهندسی عمران امیرکبیر، 1395.
حیدری ع، افلاکی سامانی م، افلاکی سامانی ا، شریفیان­جزی ص، "بررسی نانولوله­های کربنی و تأثیر آنها بر مقاومت فشاری و خمشی بتن"، دومین کنفرانس ملی یافته­های نوین در مهندسی عمران، نجف­آباد، ایران، 15-16 آذر، 1391.
دیواندری ح، طاهرخانی ح، صالح پور م، "اثر پلیمر استیرن- بوتادین-استیرن (SBS) و نانو لوله­های کربنی چند دیواره MWNT بر عملکرد مخلوط­های آسفالتی گرم"، کنفرانس بین­المللی دستاوردهای نوین پژوهشی در مهندسی عمران، معماری و شهرسازی، تهران، ایران، 15 شهریور، 1394.
زیاری ح، فراهانی, ح، گلی ا، "بررسی خواص ویسکو‌الاستیک قیر اصلاح شده با نانولوله‌ کربنی"، فصلنامه علمی- پژوهشی مهندسی حمل و نقل، 1393، جلد 5 (4)، 513-520.
فرامرزی م، "بررسی آزمایشگاهی تأثیرات استفاده از نانولوله کربنی به عنوان یک افزودنی بر خصوصیات عملکردی مخلوط­های آسفالتی گرم"، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه گیلان، رشت، ایران، 1392.
گلی ا، "تحلیل خصوصیات مخلوط­های آسفالتی اصلاح شده با نانولوله کربنی"، پایان­نامه دکتری، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران، 1392.
معاونت برنامه­ریزی و نظارت راهبردی ریاست جمهوری "آیین­نامه روسازی آسفالتی راه­های ایران (نشریه شماره 234)"، ویرایش دوم، تهران، ایران، 1390.
Alsaffar KA, “Review of the use of nanotechnology in construction industry”, International Journal of Engineering Research and Development, 2014, 10, 67-70.
Goh SW, Akin M, You Z, Shi X, “Effect of deicing solutions on the tensile strength of micro-or nano-modified asphalt mixture”, Construction and Building Materials, 2011, 25, 195-200.
Hamedi G, Moghadas Nejad F, and Oveisi K, “Estimating the moisture damage of asphalt mixture modified with nano zinc oxide”, Materials and Structures, 2016, 49, 1165-1174.
Hamedi, GH, Moghadas Nejad F, “Use of aggregate nanocoating to decrease moisture damage of hot mix asphalt”, Road materials and pavement design, 2016, 17, 32-51.
Hamzah MO, Teh SY, Golchin B, Voskuilen J, “Use of imaging technique and direct tensile test to evaluate moisture damage properties of warm mix asphalt using response surface method”, Construction and Building Materials, 2017, 132, 323-334.
Khodaii A, Tehrani HK, Haghshenas H, “Hydrated lime effect on moisture susceptibility of warm mix asphalt”, Construction and Building Materials, 2012, 36, 165-170.
Mirhosseini SAF, Khabiri MM, Kavussi A, Jalal Kamali MH, "Applying surface free energy method for evaluation of moisture damage in asphalt mixtures containing date seed ash", Construction and Building Materials, 2016, 125, 408-416.
Moghadas Nejad F, Azarhoosh AR, Hamedi GH, Azarhoosh MJ, “Influence of using nonmaterial to reduce the moisture susceptibility of hot mix asphalt”, Construction and Building Materials, 2012, 31, 384-388.
Nabiun N, Khabiri MM, "Mechanical and moisture susceptibility properties of HMA containing ferrite for their use in magnetic asphalt", Construction and Building Materials, 2016, 113, 691-697.
Pickering K, Sebaaly PE, Stroup-Gardiner M, Epps JA, “Evaluation of new generation of antistripping additives”, Transportation Research Record, 1992, 26-26.
Xiao F, Zhao W, Gandhi T, Amirkhanian SN, “Influence of anti-stripping additives on moisture susceptibility of warm mix asphalt mixtures”, Journal of Materials in  Civil Engineering, 2010, 22(10), 1047-55.
Yusoff NIM, Breem AAS, Alattug HNM, Hamim A, Ahmad J, “The effects of moisture susceptibility and ageing conditions on nano-silica/polymer-modified asphalt mixtures”, Construction and Building Materials, 2014, 72, 139-147.
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
دوره 48.2، شماره 91 - شماره پیاپی 91
تابستان 97
شهریور 1397
صفحه 47-57

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار