بررسی مشخصات شیمیایی و ضد پیر شدگی قیرهای اصلاح شده با لیگنین و روغن موتور ضایعاتی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

2 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

doi
10.22075/jtie.2021.22030.1499
چکیده

یکی از اصلی‌ترین عواملی که باعث ایجاد ترک در روسازی آسفالتی و اضمحلال آن در گذر زمان می‌شود، پدیده پیرشدگی است. مطالعات نشان داده که استفاده از آسفالت‌های زیستی (بیوآسفالت) تأثیر مثبتی بر پدیده پیرشدگی می‌گذارد و می‌تواند به عنوان یک ماده آنتی­اکسیدان و جوان‌ساز عمل کند. در این پژوهش، امکان استفاده از لیگنین و روغن موتور ضایعاتی در قیر جهت بهبود خواص شیمیایی و روان‌کنندگی قیر بررسی شد. هر دوی این مواد جزو بیوآسفالت هستند. لیگنین به­کار رفته در پژوهش از لیکور سیاه استخراج گردید. روغن موتور ضایعاتی نیز از یک تعمیرگاه خودرو گرفته شد. نمونه‌های مورد آزمایش شامل قیر خالص PG64-22، نمونه‌های حاوی 5 و 10 درصد لیگنین، نمونه‌های حاوی 4% روغن موتور ضایعاتی و همینطور نمونه‌های دارای هر دو افزودنی لیگنین و روغن موتور ضایعاتی هستند. برای بررسی بهتر تأثیر افزودنی‌ها در شیمی قیر و پیرشدگی آن، آزمایش‌های FTIR، آنالیز SEM، آنالیز ICP و آنالیز CHNS روی نمونه‌ها انجام گرفت. همچنین،، سه شاخص مهم پیرشدگی که با استفاده از آزمون‌های RV، DSR و FTIR به­دست می‌آید، محاسبه گردید. نتایج شاخص‌های پیرشدگی نشان داد که افزودن لیگنین تا 27% باعث کاهش شاخص VAI و 36% کاهش شاخص RAI می‌شود. از طرف دیگر، افزودن روغن اثری عکس دارد. همچنین،، افزودن هر دو ماده به صورت همزمان باعث کاهش شاخص‌های پیرشدگی و بهبود عملکرد نمونه‌ها در برابر پیرشدگی می‌شود. علاوه بر آن، آنالیزهای ICP و CHNS نشان دادند که استفاده از روغن موتور سوخته و لیگنین در قیر می‌تواند از نظر زیست­محیطی مفید واقع شود، چرا که تا 14% جایگزین قیر می‌شود و از مواد ضایعاتی در روسازی استفاده می‌کند. آنالیز SEM نشان داد که اختلاط لیگنین و روغن در قیر به صورت یکنواخت و همگن انجام می‌شود.