Rheological modifications of the asphalt-polymer system using microwave technology

This research aimed to prepare different types of asphaltic materials having a good rheological properties compared with the non-modified asphaltic materials. Different polymers and microwaves were used to prepare the modified asphalt in different ways. The first method is based on the modification of asphalt with reclaim tire rubber using anhydrous aluminum chloride catalyst at 360 watt at different times, The second method depends on the same principle of the first method with the introduction of sulfur as an additive and the third method is based on the same principle of the first method but the change of polymer added to the polyamethyl methacrylate and with the introduction of sulfur as an additive. The latter method is the same principle of the first method but the change of polymer added to mixtures of (1:1)(polymer_polymer)(recycled tire rubber polyamethyl methacrylate)with the introduction of sulfur as an additive. The above methods we obtained asphaltic materials which can be used in paving and mastic depending on the measured (ductility, penetration , softening point). Key world: Rheological Modification, Microwave, Polymers , Asphalt. تلفسا( ماظنل ةيجولويرلا تاريوحتلا – فيووركياملا ةينقت مادختساب )رميلوب 27 تلفسا( ماظنل ةيجولويرلا تاريوحتلا – فيووركياملا ةينقت مادختساب )رميلوب يتم دعر دنر ديوع دمحا دلاخ ةعماج لصوملا ةفرصلا مولعلل ةيبرتلا ةيلك ءايميكلا مسق randraad919@yahoo.com d.a.waid73@gmail.com ali Kh DOI: /10.33899edusj.2020.165302 ملاتسلاا لوبقلا 24 / 01 / 2019 10 / 04 / 2019 :ةيحاتفملا تاملكلا تا ريوحتلا لويرلا ةيجو , لا تا رميلوبلا ,فيووركيام لإا , .تلفس صلختسملا ةيتلفسلإا داوملا نم ةفلتخم عاونأ ريضحت ىلإ ةسا ردلا هذه فدهت , يتلا عاونلأا صخلأابو صاوخ كلتمت ديج ةيجولوير ةيتلفسلإا داوملا عم ةنراقملاب ة حملا ريغ .ةرو و مدِختُسا ةفلتخم تا رميلوب تَ ةينقتو ركياملا و فيو ضحتل ري سلإا لف ت ةفلتخم بيلاسأب كلذو روحمُلا دمتعي , بولسلاا لولأا ىلع تا راطلإا طاطم عم تلفسلإا ريوحت مادختساب داعمُلا يئاملالا موينمللأا ديرولك زافح ( ةقاط دنع 360 ) طاو ةفلتخم نامزأبو , يناثلا بولسلأا امأ عيف ىلع دمت سفن أدبم بولسلاا لأا لو يفاضإ ةدامك تيربكلا لاخدإ عم ة ف , ي ح دمتعي ني لاثلا بولسلاا ث ىلع أدبم سفن لأا إ فاضملا رميلوبلا ريغتب نكلو لولأا بولس ىل ليثم يلوبلا تلايركاثيم , إ عم لاخد تيربكلا ةدامك ةيفاضإ , أ ام لأا لأا بولس ريخ لأا أدبم سفن وهف لأا بولس لو نكل غتب ا ري إ فاضملا رميلوبل ىل م طاطم( نم جئا ز داعملا تا راطلإا – يلوب يثم ل )تلايركاثيم ةبسنب 1 : 1 رميلوب( _ )رميلوب إ عم لاخد تيربكلا ةيفاضإ ةدامك , و مت بيلاسلأا نم لوصحلا أ جذامن ىلع هلاع إ ةيجولوير تافصاوم تاذ ةيتلفس , ملإاب طيلبتلا لاجم يف اهمادختسا ناك و مادختسا نكمي ىرخأ لل ةعنام داومك اه تعا ةبوطر ا رجا مت يتلا تاسايقلا ىلع اًدام ؤ ه ا( ا لا تس ةجردو ةيذافنلاو ةلاط .)ةنويللا تلفسا( ماظنل ةيجولويرلا تاريوحتلا – فيووركياملا ةينقت مادختساب )رميلوب 28 ةمدقملا تلفسلإا وه نع ةرابع ةينوبراكورديه ةدام وأ دوسأ نول تاذ قماغ ينب ذ ي رياطت ةيلباق ةليلق ًايبسن [1] , اذ هنوكب زاتميو بلص هبش وأ بلص زل و ةج ةيلاع , بتعيو نم ر ةرا رحلل ةعواطملا داوملا أ يأ , هن لوحتي اسلا ةلاحلا ىلإ ةلئ ف ي ةعفترملا ةرا رحلا تاجرد إ دوعيو ةضفخنملا ةرا رحلا تاجرد يف ةيعيبطلا ةبلصلا هتلاح ىل . ةماع ةروصب نوكتي تلفسلإا نم تابكرم نوبراكورديه ةي ةيموراو ةينيثفنو ةينيفا راب تاذ قت ةيلاع ةيئيزج نا زوا برت هميق نم ا ( 3000-200 ) لوم/مغ ، ريغ وأ ةيقلح تابكرم ىلع كلذك لمتشيو لح يق ة نلا ىلع يوتحت ي نيجورت ،نيجسكولأاو تيربكلاو ِهئاوتحا نع لًاضف نم ةليلق تايمك ىلع لكينلاو ديدحلاو مويدانفلا تا رذ . رثأتت تافص تلفسلإا ةيئايزيفلا ةجوزللاو ةينابوذلا ،نايلغلا ةجرد لثم [ 2 ] . . . خلا ك ث ب ا ري نلاو تيربكلا تابكرم ي نيجورت نيجسكولأاو و ملا رصانعلا دع ةين , ذإ ا ةسناجتملا ريغ تا رذلا لمعت تائيزجلا نيب لخادتلا ىلع ةيبطقل . و ا ن ةعونتمو ةريثك تامادختسا تلفسلإل أو ءانبلاو ةعانصلا يف ةسدنهلا لامع [3] نم هب عتمتي امل اً رظن لومخ ايميك ةجوزلو يئ ع ةناتمو ةوقو , ,نيتيلا اقمو لأاو ضماوحلا نم ديدعلل ةريبك ةمو تايولقلاو حلام , و ا ي ض هنوكل اً ءاملاب بوذيلا , إ ن يسحت متت تلفسلإل ةيجولويرلا صاوخلا ن ةفلتخم قرطب ضرغلل اًعبت ةددعتم بيلاسأبو ,هيف مدختسملا إ نإف كلذل تا رميلوبلا ةفاض لإا صاوخ نيسحت يف ةديج ةقيرط ربتعت تلفس إ ,هتيعونو ذ لثمت لأا تافاضملا تا رميلوبلا ريوحتلا يف لاامعتسا رثك [4] و ن ا مع ل لإا صاوخل ريوحتلا ةي ةيجولويرلا تلفس صاوخ يجولويرلا ة ةيرميلوبلا داوملاب ,ةريثك دئاوف ةدايز ىلع لمعت يهف ةبلاص كسامتو لإا تلفس نسحت كلذبو هتمواقم ل و ةرا رحلا تاجرد يزت و ةدسكلأل جيزملا ةمواقم نم د لا ةيرا رقتسا نم ديزتو ,)قيتعتلا( ةيوجلا فورظللو لكآت جيزملا و توق ه و نسحي نم كسامتلا و قصلاتلا صاوخ ] 5 [ أ فصرلا فيلاكت لا زتخاو ناكملاا ردق طيلبتلا و [ 6 ] , لوأ نإ حرتقا نم كلهتسملا طاطملا ةفاضإ ةركف (Waste rubber) وه تلفسلإل ةروحم ةدامك ملاعلا (Mcdonald,1966) ذإ , مت ت اطم ةفاضإ اتلكو نيتقيرطب ةفلاتلا تا راطلإا ط يكشت نمضتت امه ا ل مل ط طا زواجتتلا ةريغص داعبأب 2.5 mm و ب نيب طاطم بسن (25-18) % ةبطرلا ةقيرطلل (Wet process) و (50.5) % ةفاجلا ةقيرطلل (Dry process) تخلااو ,نيتقيرطلا نيتاه نيب يرهوجلا فلا أ وه جزمت ىلولأا يف هن ابيبح ت ةيرا رح دودحب تلفسلإا عم طاطملا o(200 -175) م ةدملو (2-1) عاس ,ة ىصحلا عم جزمي اهدعب لمرلاو يف ىصحلاو لمرلا عم ةيطاطملا تابيبحلا جزمت نيح يف , ,ةفاجلا ةقيرطلا ةرشابم فاضتو تلفسا ىلإ نخاسلا طيلبتلا يلبتلا تامدخ يف رصقا رمع اهل طئلاخلا هذه نأ ظحلاو , عم ةنراقم ط يغ تلفسلإا جلاعملا ر لاإ , ب رضحملا جيزملا مادختسا نكمي هنأ طلا ير ق طلا تاقبط ةيطغتل ةبطرلا ة ,تاداهجإ ىلإ ةضرعملاو ةميدقلا قر طعت اهنأ ظحلاو هسفن يتيركنوكلا تلفسلإا صئاصخ ي داومك نوكي نيتقيرطلا نيتاه يف طاطملا رود نإ , ةئلام (filler) , ىلع اًظفاحم طاطملا ىقبي يأ ,نكلفملا يكبشلا هبيكرت ةلا زإ وأ نابوذ هل لصحي لاو ةرملبلل Depolymerization [ 7 ] . رمتلا تسردو [ 8 ] بسنبو ةنيعم ةيرا رح ةجردب ةفلاتلا تا راطلإا طاطم ةفاضإ نيب يئايزيف جزم ءا رجإ ىلولأا يف مت ذإ ةفلتخم تاجلاعم ثلاثبو تلفسلإا ىلإ ةفلتخم هينزو طاطمو تلفسلإا تلفسا( ماظنل ةيجولويرلا تاريوحتلا – فيووركياملا ةينقت مادختساب )رميلوب 29 ا تا راطلإا ,ةفلاتل ف نكلفملا تا راطلإا طاطم عم تلفسلإا جزم ةيناثلا يفو د ي جر ة ( ةرا رح 165 170 ) o م ةدمل عم ,فصنو ةعاس ( 1 يئاملالا موينمللأا ديرولك نم اًنزو )% 3 AlCl ةفاضإ مت ةثلاثلا ةجلاعملا يفو .زافحك ( ةبسنب تيربكلا 1 اضإب ةفلاتلا تا راطلإا طاطمو تلفسلإا جيزم ىلإ اًنزو )% ( ةف 1 موينمللأا ديرولك نم )% يئاملالا 3 AlCl ك فحم ( ةجردبو ز 5 16 70 1 ) o م ,فصنو ةعاس ةدمل مادختساب ةسا ردلا هذه تديعأ دقو م ةينزو بسنب يعانصلا نيربوزيلاا ,اهسفن ةقباسلا تاجلاعملابو ةفلتخ من ةسا ردلا تطعأو صاوخ تاذ جذا لآا مسقلا ىناع نيح يف ,اًدج ةديج ةيجولوير هدت رخ ف اً رو .تافصاوملا ي لأا ةنس نيثلاثلا للاخو ليم دادزا ةريخ لا حاب يث ن يرا رقتسلاا نيسحتل تيربكلا لامعتسا هاجت ة جئا زمل قفاوتلاو إ رميلوب تلفس [9] تيربكلا نا دقتعي ثيح طبتري ًايئايميك اب نيوكت للاخ نم تلفسلااو رميلوبل أ رصاو لا ديتيربك sulfid bonds ( RSR ) أ و تاديتيربك م ةددعت bonds polysulfide ( R X RS ) , اشت لماعك تيربكلا لمعي امك كب t cross linking agen ] 0 [1 . أ ام نع لامعتسا ةعونتم ثوحبلا تناكف فيووركياملا ةينقت ,لاجملا اذه يف ثحابلا تسرد ثيح )يجرعلاا( ة [ 1 1 ] لإ ةيجولويرلا صاوخلا اب يجيب طيلبت تلفس فيووركياملا ةينقت مادختس م كلذو , م للاخ ن بسن عم تلفسلإا ةلماع إ ,تيربكلا نم ةفلتخم تمدختسا ذ وم اج ت ةيفيووركيام ,ةفلتخم نامزأبو ةفلتخم تاقاط تاذ ةسا ردلا تديعأو موينمللاا ديرولك مادختساب اهسفن ( 3 AlCl ) جئاتن ىلع لوصحلا متو اهسفن فورظلا تحتو اً زافح هفصوب يئاملالا ،ةنويللا ةجرد ثيح نم ةديج و نلا ذاف ،ةي و .قا رتخلاا لماعمو ةلاطتسلاا ةيلباق ثحابلا نكمت امك ( لأ يف ) [ 2 1 ] نم ساب ةرايقلا تلفس او يجيب تلفسإ نم لكل ةيجولويرلا صاوخلا ريوحت فيووركياملا ةينقت مادخت يتقاط دنع ( 360,180 ) ةفلتخم تا رميلوب مادختسابو يلاوتلا ىلع طاو ,نيرياتس يلوبلا( ف _ نيملايم تاجنتا ر دياهيدلامرو م يلوبو ليث دوجو عم ةفلتخم بسنب )تلايركاثيم ( 1% ) خم فل ةيتيربك تا بلص ة (Blow Down) رات مدعبو ة هِدوجو ,ىرخأُ ةرات زافح دوجوبو ( 1% ) يئاملالا موينمللاا ديرولك , نم ةجتانلا ةيجولويرلا صاوخلا ةسا رد مث نمو ،ةلاطتسلاا ثيح و ،ةيذافنلا و لاا ليلدو ،ةنويللا ةجرد جذامنلا لضفأو .قا رتخ ةيجولويرلا صاوخلا ثيح نم ل ةقباطملاو اوم فص ا ا روسجلاو قرطلا ةئيه ت اهتسا رد تمت طيلبت تلفسإك ةيقا رعل لاشرام تا رابتخا ءا رجإ ثيح نم ( Marshall ) )تلفسلإاب طيلبتلا( أ نم يلصلأا جذومنلا عم اهتنراقمو ةروحملا جذامنلا مادختسا ةيناكمإ نايب لج تلا يف طيلب , فحزلا ميق ثيح نم ةزاتمم اهيلع لصحملا جئاتنلا تناكو و لاا تس ق ةيرا ر . لا يلمعلا ءزج :لاوا :ةلمعتسملا داوملا 1 تلفسإ ةرودلا ماخلا ةرودلا ىفصم يف جتنملا . 2 ( مجحب تابيبح لكشب نوكي يذلاو داعمُلا تا راطلإا طاطم نوحطم 1 هُل ينيربوزيلأا يطاطملا ىوتحملا( )ملم سن لكشيُ ةب 40 % )اًبيرقت [ 3 1 ] . تلفسا( ماظنل ةيجولويرلا تاريوحتلا – فيووركياملا ةينقت مادختساب )رميلوب 30 3 ةكرشلا نم هيلع لوصحلا مَت ذإ تيربكلا لا اع م قا رشملا تيربكل ة . 4 يئاملالا موينمللأا ديرولك زافح ةكرش نم زهجمُلا Fluka . 5 اثيم ليثم يلوبلا( يوضعلا جاجزلا كيتسلابلا جاجز ريساكم لامعتسإ مت ذإ )تلايرك . :اًيناث :ةلمعتسملا ةزهجلأا 1 فيووركيام نرف ( .(Microwave Oven 2 يئابرهك نرف ( Electrical Furnace ) . 3 سايق زاهج لاا تس ط ةلا ( Ductility .) أ ايقلا يرج لأا ةيسايقلا تافصاوملا قفو ىلع س ةيكيرم ASTM,(D5,83) ةدمتعملا ًايملاع [ 14 .] 4 ةيذافنلا سيق زهج (Penetrometer) : ةيسايقلا تافصاوملا ق افو ىلع ساي اقلا يرجا د اقو ةيكيرملأا ASTM(D36-70) ًايملاع ةدمتعملا [ 15 ] . 5 ةاانويللا ةااجرد سااايق زاااهج Ring and Ball Apparatus) ) . أ داا اقو تافااصاوملا قاا افو ىاالع ساياا اقلا يرااج ةيكيرملأا ةيسايقلا ASTM(5-85) ًايملاعةدمتعملا [ 16 ] . 6 ةجلاعم زاهج تلفسلإا تا رميلوبلاب .(treatment apparatus asphalt by polymer) زاهجلا نوكتي نم ءا زجلأا : ةيتلآا 1 يجاجز قرود ( مجحب ريبك 200 يثلاث )لم لا تف ح ا ت ( Three Necked Flask .) 2 . قرودلل ىطسولا ةحتفلا ىلع تبثيُ يكيناكيم كرحم 3 يئابرهك نخسمُ ( Electrical Mental ) مظنمب دوزمُ ( Regulator ) ةرا رحلا ةجرد ىلع ةرطيسلل . 4 تاحتفلا دحأ ىلع تبثمُ را رحم . ةيبناجلا 5 .قرودلا تيبثتل كسامب دوزمُ يديدح لماح 7 زاهج لا جر ( يئابرهكلا (electrical shaker . :اًثلاث :لمعلا ةقيرط 1 ارميلوبلل ينزولا يرارحلا ليلحتلا ت Thermal Gravimetric Analysis For Polymers نوااحطم ناام لااك ناام مواالعم نزو ذااخأ ماات ااكي يذاالا داااعمُلا تا راااطلإا طاااطم مااجحب تااابيبح لكااشب نو ( 1 )ماالم , و م يلواابلا لاايث تلايركاااثيم ت دااعب يااسك هر ًاداايج إ ااهنم ةدااحاو لااك عااضوو ةريغااص عااطق ىاال ةاايفزخ ةاانفج يااف ا لأا قئااقرب ةااطغم مواينمل , نياب حوا رات يرا راح ىدام دانع اًايرا رح ةانفجلا تالموع ماث ( 600-50 ) ◦ ةداايزبو م ( 50 ) تلفسا( ماظنل