بررسی تاثیر استفاده از Nano-TiO۲ بر خصوصیات رئولوژیکی و عملکردی قیر و مخلوط آسفالتی

قیر به عنوان ماده ای ویسکوالاستیک و حساس به دما، نقش تعیین کننده ای در عملکرد مکانیکی و دوام مخلوط های آسفالتی دارد و ویژگی های رئولوژیکی آن ارتباط مستقیمی با بروز خرابی هایی نظیر شیارشدگی، ترک خوردگی و خستگی روسازی دارند. ازاین رو، اصلاح قیر با استفاده از افزودنی های مختلف به عنوان یکی از رویکردهای موثر برای کنترل رفتار رئولوژیکی و ارتقای عملکرد قیر و مخلوط آسفالتی مورد توجه قرار گرفته است. در میان مواد نوین، نانوذرات دی اکسید تیتانیوم (Nano-TiO₂) به دلیل ویژگی های فیزیکی و شیمیایی منحصربه فرد، در سال های اخیر به طور گسترده ای برای اصلاح قیر و مخلوط های آسفالتی مورد بررسی قرار گرفته اند. پژوهش حاضر با هدف مرور و تحلیل انتقادی مطالعات انجام شده در زمینه اثر Nano-TiO₂ بر رفتار رئولوژیکی قیر و عملکرد مخلوط های آسفالتی انجام شده است. این مقاله ضمن جمع بندی یافته های موجود، ساز و کارهای احتمالی برهم کنش Nano-TiO₂ و قیر و عوامل موثر بر اثربخشی آن را بررسی کرده و با شناسایی اختلاف نظرها و خلاهای موجود در مطالعات پیشین، مسیرهای پژوهشی آینده در زمینه کاربرد نانوذرات TiO₂ در روسازی های آسفالتی را مورد توجه قرار می دهد. در این راستا، اثر این نانوذرات بر پارامترهای رئولوژیکی و ویسکوزیته قیر، حساسیت دمایی، مقاومت در برابر شیارشدگی، عملکرد خستگی و ویژگی های مرتبط با ترک خوردگی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج مطالعات موجود نشان می دهد که افزودن Nano-TiO₂، در صورت استفاده از مقدار مناسب و پراکنش مطلوب در قیر، می تواند موجب تغییر قابل توجه در پاسخ ویسکوالاستیک و بهبود برخی شاخص های عملکردی قیر و مخلوط آسفالتی شود. بااین حال، شدت و حتی جهت این تغییرات در مطالعات مختلف یکسان نبوده و به عواملی نظیر درصد Nano-TiO₂، ویژگی های ذرات، کیفیت پراکنش، نوع و ترکیب قیر پایه، شرایط پیرشدگی و دمای آزمایش وابسته است. بر این اساس، نمی توان اثر Nano-TiO₂ را مستقل از ویژگی های قیر پایه و شرایط اصلاح ارزیابی کرد.

کلیدواژه ها:

مخلوط اسفالتی ، قیر ، رئولوژیکی ، نانوTio۲