پژوهشگران دانشگاه سمنان موفق شدند تا عمر آسفالت جاده ها را به کمک نانو ذرات افزایش دهند. به این ترتیب می توان از هزینه بسیار زیادی که سالانه در اثر تعمیر و بازسازی بخش های فرسوده آسفالت به کشور تحمیل می شود، جلوگیری کرد.

به گزارش کمولوژی و به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری، ترکیباتی که به صورت متداول در آسفالت ها استفاده می شود، قابلیت پوشش تمام جاده ها را ندارند؛ از این رو باید متناسب با شرایط جوی مناطق سردسیر و گرمسیر کشور، از آسفالت هایی استفاده کرد که خصوصیات ویژه ای داشته باشند. به همین منظور فناوری نانو می تواند تا حدود زیادی به فراهم آمدن این خصوصیات ویژه کمک کند.

در سال های گذشته در کشورهای توسعه یافته ای نظیر آمریکا و آلمان، آسفالت هایی با استخوان بندی درشت دانه مورد بهره برداری قرار می گیرد که با در نظر گرفتن ساختار آنها، استفاده از یک نوع افزودنی در ترکیباتشان لازم است. در این طرح نیز از ۲ نوع نانو ذره به عنوان افزودنی این آسفالت ها استفاده شده است.

«مصطفی صادق نژاد» که یکی از محققان این پروژه در دانشگاه سمنان است، در رابطه با اهمیت افزایش عمر آسفالت ها گفت: «نمی توان برای همه راه های کشور از آسفالت متداولی که هم اکنون استفاده می شود، بهره مند شد و باید در مسیرهایی که حجم ترافیکی بیشتری دارند و یا راه هایی که در مناطق آب و هوایی خیلی گرم و خیلی سرد هستند، از آسفالت های مقاوم و با طول عمر زیاد استفاده کرد. هم اکنون برای تمامی شرایط فوق، یک نوع آسفالت تولید می شود.»

صادق نژاد ادامه داد: «تلاش ما بر این بود که در طرح پیشنهادی از دو نوع نانو ذره اکسید سیلیس و اکسید تیتانیم برای بهبود خواص آسفالت استفاده کنیم. حضور این نانو ذرات موجب می شود تا ضخامت آسفالت مورد نیاز برای روسازی کاهش بیابد و در نتیجه هزینه های مربوط به آن نیز کم شود؛ همین طور ترکیب آسفالت حاوی ذرات نانو از عمر بیشتری به نسبت آسفالت های معمولی برخوردار هستند و فصل های دوره ای تعمیر و بازسازی آنها طولانی تر خواهد بود.»

طبق اظهارات دانشجوی مقطع دکترای دانشگاه سمنان در مورد سازوکار اثر نانو ذرات بر خواص مخلوط نهایی آسفالت، زمانی که این ذرات را تا مقیاس نانو کوچک کنیم، انرژی سطحی آنها و در ادامه واکنش پذیری شان جهش فوق العاده ای خواهد یافت؛ بنابراین هنگامی که به ترکیبات آسفالت افزوده می شوند، واکنش های شیمیایی و فیزیکی بسیار زیادی بین قیر و نانو مواد صورت می گیرد و این موضوع سبب افزایش استحکام محصول نهایی می گردد.

بر اساس گزارشاتی که از نتایج این پژوهش به دست آمده است، اضافه کردن ۱.۲ درصد نانو ذرات اکسید سیلیس و ۰.۹ درصد نانو ذرات اکسید تیتانیم می تواند در دماهای پایین، عملکرد کلی قیر را بهبود بخشد؛ همچنین مدول سفتی آسفالت نیز پس از افزودن این ترکیبات، تا ۶۴ و ۵۰ درصد بهبود یافته است.

لازم به ذکر است که عمر آسفالت ها پس از اضافه کردن ۱.۲ درصد نانو ذرات اکسید سیلیس و ۰.۹ درصد نانو ذرات اکسید تیتانیم، به ترتیب حدود ۶۲ و ۳۶ درصد بهتر شده است.

از جمله دستاوردهای مهم این پژوهش، نتایج آزمایش شیارشدگی بوده که نشان می دهد مقدار شیار نمونه های آسفالتی حدود ۶۰ درصد کمتر از میزان شیار نمونه های بدون افزودنی است.

جهت مشاهده بیشتر مطالب اینجا کلیک کنید

www.shimisanat.com