بحث علمي في كلية هندسة ببابل لتقييم تأثير الخصائص الفيزياوية للبوليمرات

المتوفرة محلياً على الخصائص الهندسية للخلطات الإسفلتية المعدلة بالبوليمر



انجز الباحث احمد سندس محمد الحربي في قسم الهندسة المدنية بحثه الموسوم (تقييم تأثير الخصائص الفيزياوية للبوليمرات المتوفرة محلياً على الخصائص الهندسية للخلطات الإسفلتية أن الخلطات الأسفلتية المعدلة بالبوليمر) واشار البحث الى ان العديد من الدراسات استخدمت لتقليل كمية وشدة العيب او التشوه لتمديد العمر الخدمي لطبقات التبليط بالخرسانة الاسفلتية الحارة ( HMA) حيث ان البوليمرات يكون لها آثار مقبولة على خلطات الأسفلت في درجة الحرارة المنخفضة والعالية من خلال زيادة المقاومة لتشقق الكلل التخدد ( التشوهات الدائمة ) والتشقق الحراري .



وان الهدف الرئيسي من البحث هو لتقييم تأثير الخصائص الفيزيائية المختلفة للبوليمر المحلي على خصائص خلطات الخرسانة الأسفلتية الحارة (HMA)وقد تم استخدام نوع واحد من الأسفلت ذو أحتراق ( 40-50 ) من مصفى الدورة , واستخدام ستة أنواع من البوليمرات المتوفرة محلياً وهي ( المطاط الناتج عن سحق الأطارات المستعملة CR بثلاثة أحجام مختلفة للحبيبات , البولي إيثلين واطئ الكثافة LDPE , البولي إيثلين عالي الكثافة HDPE , مطاط الستايرين البيوتادين الصلب S.SBR , مطاط الستايرين البيوتادين السائل L.SBR والستايرين البيوتادين الستايرين SBS ) حيث تم استخدام ثلاث نسب لكل بوليمر وهذه النسب هي كالآتي : ( 12 , 15 , 18) % من ال CR , ( 2, 5 و 7 )% من ال ( LDPE&HDPE) و (1, 3و6 )% من ال ( SBS , L.SBR,S.SBR) كنسب وزنية من وزن الاسفلت حيث يجري خلط كل نوع من هذه البوليمرات مع الأسفلت بأستخدام الطريقة الرطبة وبأزمان خلط مختلفة وعند مدى مناسب من درجات حرارة الخلط لتخمين الوقت المناسب لخلط البوليمر وقد أظهرت النتائج المختبرية أن جميع الخلطات المعدلة بالبوليمر تمتلك ( قوة ثبات حوالي (28-100)% , ومقاومة شد غير مباشرة (8-49)% ومقاومة للتخدد ( مقاومة التشوهات الدائمة ) (24-68)% أعلى من الخلطات الأسفلتية الأعتيادية الغير معدلة , حيث يعتمد ذلك على الخصائص الفيزيائية المختلفة للبوليمر وتركيز البوليمر تحت زمن خلط متوقع ومناسب ويمكن أستنتاج بأنه الخصائص الفيزيائية المختلفة للبوليمرات لها تأثير جداً واضح على خصائص الخلطات الأسفلتية , حيث أن الحبيبات صغيرة الأحجام من مطاط الأطارات المسحوقة ( CR NO 50) , والكثافة العالية من مادة البولي إيثلين ( HDPE) , والحالة الصلبة من نسيج السطح لمطاط الستايرين البيوتادين ( S.SBR) ولبوليمر المركب من الستايرين البيوتادين الستايرين SBS تعطي خصائص أفضل للتبليط المعدل بهذه البوليمرات . لذا أن إضافة( CR NO 50%12) , ( HDPE 2%) , ( S.SBR 3% ) و ( SBS 3% ) للخلطات الأسفلتية تعطي أفضل تحسن في خصائص الأداء للتبليط المعدل بهذه البوليمرات , وأن هذه النسب المشار لها تمثل النسب الأمثل لخلط هذه البوليمرات .



وبحسب البحث فان تأثير درجات الحرارة على عمق التخدد في الطبقات الأسفلتية وعلى عدد دورات مرور عجلة التحميل يظهر بوضوح , حيث ان النماذج الأسفلتية تفشل عند درجة حرارة اختيار( 50 )درجة سيليزية اسرع منها عنج درجة حرارة اختبار( 40 )درجة سيليزية والتي عندها تقل عدد دورات عجلة التحميل للنصف وان ثلاثة علاقات إحصائية ( موديلات ) تم توقيعها لتخمين تأثير الخصائص الفيزيائية للبوليمر على الخصائص المختارة لخلطات الخرسانة الأسفلتية الحارة ( HMA ) قوة ثباتية مارشال ( st ) , مقاومة الشد الغير مباشر ( ITS) وعمق التخدد ( RD) . العلاقات الأحصائية تبين بأن هذه الخصائص تعتمد بدرجة كبيرة على الخصائص الفيزيائية للبوليمر وتركيز البوليمر .



بقلم / عادل الفتلاوي