تأثير فناوري نانو بر آسفالت

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: در سال 2005 ايده ساخت آسفالتي براي بزرگراه.ها که بتوانند خودشان را تعمير کنند براي بسياري دور از ذهن به نظر مي.رسيد. بنابراين صنعت آسفالت-قير به يک تحول نياز دارد تا مردم بتوانند امکانات فناوري نانو را ديده و مزاياي آن را درک نمايند.
مقدمه
در سال 1870 يک شيميدان بلژيکي با نام دسمت(Desmedt) اولين سنگفرش آسفالت واقعي را، که مخلوطي از ماسه بود، در برابر تالار شهر در نيويورک ايجاد نمود. طراحي دسمدت در بزرگراهي در فرانسه در سال 1852 مورد الگوبرداري قرار گرفت. سپس دسمدت خيابان پنسيلوانيا در واشينگتن را آسفالت کرد که سطح اين پرژه 45149 متر مربع بود.يکي از نمايندگان محلي کنگره به دسمدت گفت: ”اين کار هرگز عموميت نخواهد يافت.“ با اين حال، بر اساس تقاضاي رو به.رشد بازار، پيش.بيني مي..شود پس از 137 سال (در سال 2007) بازار آسفالت- قير معدني به 107 ميليون تن برسد. در اين ميان آسفالت معلق بيشترين رشد را دارد. همچنين به عنوان نشانه.اي از رشد اين محصولات در آينده، چندي است كه کار بر روي آسفالتي که در موقع خرابي خودش را تعمير کند، آغاز شده است. به کارگيري فناوري نانو در ساخت زيربناهاي مربوط به حمل ونقل، تقريباً معادل با تلاش بشر براي فرستادن انسان به ماه در سال 1960 است. در سال 2005 ايده ساخت آسفالتي براي بزرگراه.ها که بتوانند خودشان را تعمير کنند براي بسياري دور از ذهن به نظر مي.رسيد
دکتر ليوينگستون، فيزيکدان برنامه تحقيقات زيربنايي پيشرفته در اداره کل بزرگراه.هاي فدرال (FHWA)، مي.گويد: ”آسفالت و سيمان هر دو جزء نانومواد مي.باشند. تاکنون ما نتوانسته.ايم بفهميم که در اين سطح چه اتفاقي مي.افتد، اما اين اثرات بر عملکرد مواد تاثير مي.گذارند.“
بنا بر گفته ليوينگستون، يک ماده پليمري ساختاري که مي.تواند به طور خود به خودي ترک.ها را اصلاح نمايد، قبلاً توليد شده است. اين پيشرفت قابل ملاحظه با استفاده از يک عامل اصلاح کننده کپسوله شده و يک آغازکننده شيميايي کاتاليستي درون يک بستر اپوکسي ايجاد شده است.
يک ترک در حال ايجاد موجب گسستن ميکروکپسول.هاي موجود شده، در نتيجه عامل اصلاح.کننده با استفاده از خاصيت مويينگي درون ترک رها مي.شود. با تماس عامل اصلاح.کننده با کاتاليزور موجود، اين عامل شروع به پليمريزه شدن نموده، دو طرف ترک را به هم مي.چسباند.
اين روش مي.تواند منجر به توليد آسفالتي شود که ترک.هاي خود را اصلاح مي.کند. ليوينگستون مي.گويد: ”هيچ.کس نمي.تواند براي رشد اين فناوري زماني را پيش.بيني کند، اما پيشرفت واقعي در حال انجام است و قابليت.هاي موجود بسيار هيجان.آور مي.باشند.“
با اين حال، براي استفاده.کنندگان فعلي آسفالت، تصور نبود دست.انداز، يا نبود تأخير به خاطر تعميرات آسفالت، بسيار دور از دسترس بوده و نگراني.هاي جدي آنها را برطرف نمي.سازد.
محيط زيست عامل اصلي تأثيرگذار در فرايند تصميم.گيري براي پروژه.هاي بزرگراه در بسياري از کشورها است. مزاياي يک آسفالت متفاوت براي جاده.ها از ديدگاه زيست.محيطي و مصرف انرژي، تنها يک بخش
مهم از فرآيند تصميم.گيري است. ديدگاه.هاي زيست.محيطي موجب تسريع پيشرفت.هاي فني و اجتماعي مي.شوند. نيازهاي چندگانه حفاظت از محيط زيست شامل: محدود نمودن انتشار گازهاي گلخانه.اي، مصرف کمتر انرژي، کاهش سر و صداي ترافيک و اطمينان از سلامتي و راحتي در رانندگي، اهدافي هستند که به دليل ايجاد مسئوليت مشترک، مهم.تر از تمام پيشرفت.هاي علمي مي.باشند.
يکي از اين اهداف بستن چرخه مواد يا استفاده صد در صدي از مواد قابل بازيافت در ساخت جاده است. صنعت در اين زمينه تجربه زيادي در مورد استفاده از محصولات فرعي در آسفالت به دست آورده است.

مثال.هايي از مواد زايدي که در مخلوط آسفالت مورد استفاده قرار گرفته.اند، عبارتند از: تفاله کوره شيشه.دمي، خاکستر حاصل از سوزاندن زباله.هاي شهري، خاکستر موجود در مراکز توليد برق به وسيله زغال، آجر.هاي خرد شده، پلاستيک حاصل از سيم.هاي برق قديمي و لاستيک حاصل از تايرهاي کهنه.
با اين حال، استفاده موفقيت.آميز از اين محصولات وابسته به تحقيقات کامل در زمينه منابع و ويژگي.هاي آنها بوده و معمولاً در سطح پاييني قابل انجام است. در اين حالت امکان بررسي پيوسته عملکرد آسفالت نيز وجود دارد که خود موضوعي مورد بحث است.
با اين حال، مطابق گفته.هاي مارك بلشه، مدير آسفالت لاستيک در پروژه آسفالت.سازي آرام آريزونا، حمايت عمومي - نه تحقيقات علمي- کليد توسعه صنعت توليد آسفالت با استفاده از محصولات فرعي است.
پرژه آريزونا ارزشي معادل 34 ميليون دلار داشته و در همين سال به پايان خواهد رسيد. اين پروژه تقريباً 70 درصد (185 کيلومتر)آزادراه ناحيه فونيكس را دربرگرفته و آسفالت آن قادر خواهد بود تا مدت طولاني صداي ناشي از اصطکاک را در جاده کاهش دهد.
آسفالتِ داراي لاستيک تنها درصد بسيار کم و تقريباً بي.اهميتي از درآمد صنعت ساختماني را به خود اختصاص مي.دهد، اما بلشه مي.گويد که با افزايش رغبت عمومي اين درصد افزايش خواهد يافت.
به عنوان مثال در ژاپن، گروه تحقيقات آسفالت لاستيک (JARRG)، که شامل مجموعه.اي از توليد.کنندگان تاير و شرکت.هاي آسفالت.سازي مي.باشد، يک اتصال.دهنده آسفالت بسيار ويسکوز را توسعه داده.اند که از انبساط و پخش تايرهاي کهنه.اي که به صورت بسيار ريز ساييده شده.اند، توليد مي.شود. اين اتصال دهنده
در مخلوط آسفالت پخش شده و سپس پخته مي.شود.اين ماده مي.تواند به عنوان يک ماده الاستيک مابين مواد متراکم ديگر عمل نموده و از اين طريق، ارتعاش و صدا را کاهش دهد. بنا بر اعلام JARRG اقبال عمومي به اين محصول بسيار خوب است.
بلشه مي.گويد: ”افرادي که در صنعت آسفالت لاستيک درگير بوده.اند، همواره سعي کرده.اند که آن را به دليل ويژگي.هاي مهندسي بسيار عالي.اش به فروش برسانند. امّا بيش از هر چيز اين محصول به عنوان کاهش دهنده صدا شناخته شده است و در پشت اين قضيه، استقبال عمومي قرار دارد.“
وزارت حمل و نقل آريزونا (ADOT) سه سال پيش يک نوع آسفالت را در بزرگراه سوپر استيشن در ناحيه آريزونا به کار برد. بلشه مي.گويد كه به محض اتمام آسفالت اين بزرگراه، ADOT و مسئولين محلي سيل عظيمي از تلفن.ها و ايميل.ها را دريافت نمودند که از اشتياق مردم نسبت به اين جاده کم.صداتر حکايت داشت.
البته همه چيز آسفالت لاستيک کامل نيست. اين مخلوط باعث ايجاد بخار و بو در فرآيند آسفالت کردن شده، هنوز در مورد قابل بازيافت بودن آن بحث وجود دارد. اين آسفالت نسبت به آسفالت.هاي معمول بسيار گران.تر بوده و آسفالت.کاراني که تا به حال با اين ماده چسبناک کار نکرده.اند، ممکن است در کار کردن با آن، که بايد در يک بازه دمايي معين انجام شود، دچار مشکل باشند.
ممکن است نظر بلشه در مورد نظر عمومي درست باشد، اما روي ديگر سکه اين است که خواست استفاده.کنندگان از جاده کم.صدا.تر و در عين حال داراي اثرات زيست.محيطي کمتر، افزايش يافته است. اين امر باعث تمرکز بيشتر تحقيقات بر روي مسائل مربوط به حمل و نقل، از جمله مواد مورد استفاده در جاده شده است.
افزايش عمومي در ميزان حمل و نقل، بار بيشتر بر روي محور، و فشار بيشتر تاير بر روي جاده، تقاضا براي آسفالت.هاي قوي.تر وبادوام.تر را افزايش مي.دهد. حمل و نقل بيشتر به اين مفهوم نيز مي.باشد که ايجاد مشکل در حمل و نقل براي تعميرات جاده.اي مطلوب نيست و اين امر موجب ايجاد تقاضاي بيشتر براي تحقيق و توسعه مؤثر مي.گردد.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 275]