X
تبلیغات
رایتل

کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی

سه‌شنبه 2 آذر 1395

کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی


مقدمه:

امروزه صنعت راهسازی یکی از مهمترین شاخه های مهندسی می‌باشد که به سرعت در حال رشد است. گسترش سریع شبکه راهها، افزایش ترافیک و بار محوری ناشی از آن، همچنین افزایش تقاضا برای بهبود کیفیت خدمات، سبب تلاش بیشتر مهندسان به منظور بالا بردن کیفیت راهها و نگهداری آنها گشته است.

تا اوایل قرن بیستم جاده ها عمدتا خاکی بودند و راههای داخل شهری سنگفرش می‌شدند، امروزه، با پیشرفت تکنولوژی به روسازی راه بسیار اهمیت داده می‌شود.

در این میان مناسبترین ماده ای که برای روسازی راه به کار می‌رود، آسفالت است. زیرا از مواد دیگری ارزانتر است، در برابر تغییرات شرایط جوی پایدار می‌باشد، خاصیت ارتجاعی دارد، به فراوانی و در همه جا در دسترس است و می‌توان آن را (با اصلاحات لازم) در هر آب و هوایی به کار برد.

تا چندین دهه قبل آسفالت به صورت معمول خود (مخلوطی از قیر و سنگدانه) به کار می‌رفت. ولی امروزه مهندسان بنا به دلایل زیر سعی در بهبود خواص آسفالت دارند:

آسفالت با مشکلاتی نظیر ترک خوردن، شیار شیار شدند (Rutting) فرسوده شده بر اثر نمکها، جمع شدن بر اثر گرما یا شکننده شدن بر اثر سرما و … روبروست.

توجه به ایمنی و راحتی جاده ها از مهمترین اصول راهسازی مدرن است. مثلا سطح جاده باید طوری باشد که اصطکاک لازم را ایجاد کرده از لیز خوردن اتومیبلها جلوگیری نماید. همچنین صدای ناهنجار ایجاد ننماید. یعنی دارای سطحی هموار باشد نیز از جمع شدن آب روی جاده جلوگیری شود.

طراحان و مهندسان در پی یافتن روشها و مواد مناسبی برای اصلاح آسفالت هستند. از جمله مهمترین موادی که تا کنون برای این منظور به کار رفته اند و نتایج بسیار رضایت بخشی به همراه داشته اند. پلیمرها می‌باشند.

در این مقاله سعی شده است به دو کاربرد عمده پلیمر در بهبود خواص آسفالت اشاره شود:

1- استفاده از پلیمر برای اصلح خواص قیر.

2- استفاده از شبکه های (Mesh) پلیمری برای تسلیح آسفالت.

3- استفاده از پلیمر برای اصلاح قیر PMB2

قیر به عنوان چسبنده ای ایده آل برای ساخت آسفالت به کار می‌رود. این ماده در دمای بالا مایع شده می‌تواند با سنگدانه ها مخلوط شود آنها را به هم بچسباند و تشکیل آسفالت دهد. در دمای معمول، قیر به صورت یک ماده ویسکو الاستیک عمل می‌کند به علاوه چسبندگی خوبی داشته، در برابر نفوذ آب مقاوم می‌باشد. با این همه، برخی از مشکلات راهها نظیر خرد شدن آسفالت بر اثر خستگی، ایجاد شیار بر روی آسفالت بر اثر افزایش بار محوری، روان شدن آسفالت در اثر گرما، کنده شدن و خرد شدن سنگدانه ها و … مربوط به قیر مصرفی می‌باشند. بنابراین شیمیدانها سعی زیادی در بهبود خواص قیر دارند.

یکی از راههای اصلاح یک ماده اضافه کردن مواد دیگر به آن می‌باشد مثل ساخت آلیاژهای گوناگون.

پلیمرها از اولین مواد اصلاح کننده ای بودند که برای افزودن به قیر پیشنهاد شدند زیرا:

منشا پلیمرها وقیر هر دو ماده خام واحدی می‌باشد (نفت). بنابراین ساختار اصلی آنها قابل مقایسه است.

با استفاده از فرآیندهای شیمیایی می‌توان پلیمرهای جدید با خواص مطلوب تهیه کرد (تنوع).

پلیمرها موادی پایدار و قابل بازیافت هستند (توجیه اقتصادی).

اواسط دهه 70 میلادی یک شرکت نفتی توانسته با اضافه کردن EVA3 ، به قیری با انعطاف پذیری بهتر دست یابد کمی‌بعد با کشف 4SBS ها شیمیدانها توانستند خواص قیر را باز هم بهبود بخشند.

EVA ها پلاستیک5 و SBS ها الاستومر6 هستند، امروزه، برای اصلاح قیر از هر دو گروه EVA و SBS ها بهره گرفته می‌شود.

اولین آزمایش موفقیت آمیز PMB ها در اواخر دهه 70 میلادی در جاده های انگلستان انجام شد.

فهرست مطالب:


- مقدمه. 1

2-1 بهبود خواص قیر با اضافه کردن پلیمر. 3

2-2 مواردی از کاربرد آسفالت پلیمری.. 5

2-3 مشکلات استفاده از قیر پلیمری.. 7

3 - استفاده از پلیمرها در تسلیح آسفالت... 8

3-1 چگونه مشهای انعطاف پذیر از ترک خوردن آسفالت جلوگیری می‌کنند؟. 9

3-2 مشخصات فیزیکی مشهای تسیلح.. 10

3-3- موارد استفاده 11

3-4 نحوه استفاده از مشهای تسلیح.. 12

4- نتیجه گیری.. 12

مراجع.. 13

ژوتکستایل.. 14

1- مقدمه. 14

2- کاربرد ژئوتکستایلها در جداسازی لایه های خاک (separation) 17

3- کاربرد ژئوتکستایلها در تسلیح خاک... 18

3-1 تسلیح دیوارهای حائل به وسیله ژئوتکستایل.. 19

3-2 پایداری شیروانیهای خاکی توسط ژئوتکستایل.. 22

3-3- تسیلح جاده ها به وسیله ژئوتکستایل.. 24

3-4 افزایش شیب مجاز شیروانیها 25

3-5 پایداری شیروانیهای خاکی بوسیله ژئوتکستایل.. 26

4- کاربرد ژئوتکستایلها به عنوان فیلتر. 27

5- کاربرد به عنوان قالب انعطاف پذیر. 28

6- کاربرد ژئوتکستایلها به عنوان زهکشی.. 31




خرید فایل



برای دیدن ادامه مطلب اینجا را کلیک کنید

تکنولوژی پلیمرها

جمعه 28 آبان 1395

تکنولوژی پلیمرها


مبانی شیمی پلیمرها

1-1 مقدمه

واژه پلیمر از کلمات یونانی پلی1 به معنی بسیار و مر2 به معنی قسمت، قطعه یا پاره گرفته شده است. به همین علت در واژه نامه های فارسی در بسیاری مواقع بسپار نامیده می شود. در حقیقت این واژه به مولکول های بسیار بزرگی اطلاق می شود که از واحدهای متعدد و دارای اتصالات داخلی ساخته شده باشند. به عبارت دیگر می توان گفت که پلیمر مولکول بزرگی است که از تعداد زیادی مولکول های کوچک تر ساخته شده است. مولکول های کوچکی که به عنوان قطعات سازنده این مولکول های بزرگ به کار می روند مونومر و یا تکپار نامیده می شوند. مولکول های بزرگ به دست آمده ممکن است خطی، نسبتاً شاخه دار یا دارای اتصالات داخلی متعددی باشند. در صورت وجود اتصالات داخلی، شبکه ای بزرگ و سه بعدی ایجاد خواهد شد. بیشتر پلیمرهای صنعتی ماهیت آلی دارند و شامل ترکیبات کوالانسی کربن هستند. سایر عناصر موجود در پلیمرها عبارتن از هیدروژن، اکسیژن، کلر، فلوئور، فسفر و گوگرد همگی می توانند به ایجاد پیوندهای کوالانسی با کربن، با قطبیت های مختلف، ایجاد کنند طبق ویژگی های ترکیبات کوالانسی، مولکول های پلیمر، علاوه بر نیروهای والانس اولیه، تحت تأثیر نیروهای ثانویه بین مولکولهی نیز قرار می گیرند. این نیروها عبارت اند از:

نیروی دوقطبی بین دو سر پیوندهای قطبی که بار مخالف دارند؛

نیروی انتشار که در اثر توزیع ابر الکترونی در اطراف هر اتم در مولکول پلیمر ایجاد می شود؛

پیوند هیدروژنی که در اثر وجود دو قطبی های شدید بین اتم های هیدروژن سبب جهت گیری خاصی در مولول ها می شود و این جهت گیری برای انجام عملیات خاص پروتئین ها در فرآیندهای حیاتی بیوشیمیایی، اهمیت خاصی دارد.

برای تولید مواد پلیمری، واکنش های پلیمریزاسیون مختلفی با سرعت واکنش خاص خود وجود دارند. سرعت واکنش نیز از محیط واکنش (شامل عواملی مانند دما، فشار، حلال، شروع کننده و کاتالیزور) متأثر است. همچنین محیط واکنش تأثیر به سزایی در توزیع وزن مولکولی و ساختار فیزیکی محصول نهایی دارد.

برخی مواقع، تعداد کربن های موجود در زنجیره های پلیمری نشانگر ساختار مولکولی و رفتار فیزیکی پلیمرها است.

1-2 مهندسی پلیمریزاسیون

اگر چه مبنای آگاهی از ساختار علم پلیمرها اطلاع از شیمی واکنش های پلیمری استع این آگاهی و دانش به آزمایشگاه منحصر است و در بسیاری از مواقع به دلیل پیچیدگی رفتار پلیمرها، این مواد تولیدی در آزمایشگاه، درمقیاس صنعتی قابل تولید نیستند.

خواص یک پلیمر به ترکیب شیمیایی کلی آن و نیز تزیع وزن مولکولی، توزیع ترکیب درصد کوپلیمر، توزیع شاخه و عوامل دیگر بستگی دارد.یک مونومر، بسته به مکانیسم پلیمریزاسیون و نوع راکتور، می تواند به پلیمرهای کاملاً متفاوتی تبدیل شود. برای تولید مواد پلیمری در مقیاس های مختلف صنعتی، علاوه بر اطلاع از شیمی پلیمرها، تسلط بر علوم مختلفی منجمله سینتیک واکنش های شیمیایی، ترمودینامیک، پدیده های انتقال و بالاخره طراحی راکتورهای شیمیایی ضروری است. به عنوان مثال، اگر چه استفاده از بسیاری از مونومرها برای ساخت پلیمرها، مانند دیگر مواد شیمیاییع دارای مشکلات طراحی تولید است، پلیمرهای تولیدی این مواد خواصی کاملاً متفاوت دارند. به عنوان مثال آکریلونیتریل همانند سیانیدهای غیر آلی سمی است. بسیاری از کاتالیزورهای زیگلر – ناتا1 که شامل تری اتیل آلومینیم اند، در مجاورت هوا بسیار آتشگیراند و آکریلات های سبک بوی تندی دارند که مشام را آزار می دهد.

1-3 بررسی شیمی پلیمرها

در حقیقت مرز دقیقی بین شیمی پلیمرها و سایر زمینه های علم شیمی وجود ندارد. به عنوان یک تقسیم بندی ابتدایی، باید گفت مولکول هایی با حداقل متوسط وزن مولکولی هزار در محدوده شیمی پلیمر قرار می گیرند. در این میان با بزرگ تر شدن زنجیره های پلیمری، ویسکوزیته مخلوط واکنش به شدت افزایش می یابد و مشکلاتی را در تولید ایجاد می کند. علاوه بر این، پلیمرها ویژگی های دیگری نیز دارند؛ به عنوان مثال، پلی وینیل کلریداید از مونومر وینیل کلراید ساخته شده است. واحدهای تکرار شده در پلیمر نشان دهنده مونومری است که پلیمر از آن ساخته می شود. البته استثناهایی نیز وجود دارند به عنوان مثال، به نظر می رسد که پلی وینیل الکل باید از پلیمریزاسیون واحدهای وینیل الکل (CH2CHOH) ساخته شده باشد، ولی در واقع چنین مونومری وجود ندارد. واحدهای مولکولی این پلیمر به شکل (CH3CHO) هستند. برای ساختن این پلیمر، ابتدا پلی وینیل اتانو آت از مونومر وینیل اتانوآت تهیه و برای به دست آوردن الکل پلیمری هیدرولیز می شود.

با توجه به پیچیدگی های خاص واکنش های پلیمریزاسیون و بالطبع زنجیره های پلیمری تولید شده، مطالعات مربوط به شیمی پلیمرها مبحثی کاملاً گسترده و نیازمند به مباحث طولانی است که خارج از حیطه مطالعاتی این کتاب است و برای یاد آوری فقط به برخی نکات اساسی آن اشاره می شود.

1-3-1 ساختمان پلیمرها

در صورتی که واحدهای تکرار شونده یک زنجیره پلیمری فقط پشت سر هم قرار گیرند یک پلیمر خطی1 به دست می آید. در صورتی که در زنجیره پلیمری انشعاباتی وجود داشته باشد، محصول نهایی پلیمر شاخه ای2 خواهد بود. همچنین اگر بین زنجیره های پلیمری اتصالات عرضی به وجود بیاید، محصول نهایی پلیمر شبکه ای3 خواهد بود.

نوع فایل:word

سایز : 191 KB

تعداد صفحه :112



خرید فایل



برای دیدن ادامه مطلب اینجا را کلیک کنید
برچسب‌ها: تکنولوژی، پلیمرها

تحقیق کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی 35 ص - ورد

دوشنبه 29 شهریور 1395
امروزه صنعت راهسازی یکی از مهمترین شاخه های مهندسی می‌باشد که به سرعت در حال رشد است. گسترش سریع شبکه راهها، افزایش ترافیک و بار محوری ناشی از آن، همچنین افزایش تقاضا برای بهبود کیفیت خدمات، سبب تلاش بیشتر مهندسان به منظور بالا بردن کیفیت راهها و نگهداری آنها گشته است. تا اوایل قرن بیستم جاده ها عمدتا خاکی بودند و راههای داخل شهری سنگفرش می‌شدند، امروزه، با پیشرفت تکنولوژی به روسازی راه بسیار اهمیت داده می‌شود. در این میان مناسبترین ماده ای که برای روسازی راه به کار می‌رود، آسفالت است. زیرا از مواد دیگری ارزانتر است، در برابر تغییرات شرایط جوی پایدار می‌باشد، خاصیت ارتجاعی دارد، به فراوانی و در همه جا  در دسترس است و می‌توان آن را (با اصلاحات لازم) در هر آب و هوایی به کار برد. تا چندین دهه قبل آسفالت به صورت معمول خود (مخلوطی از قیر و سنگدانه) به کار ...



برای دیدن ادامه مطلب اینجا را کلیک کنید

تحقیق کاربرد پلیمرها در صنعت راهسازی 35 ص - ورد

شنبه 27 شهریور 1395
امروزه صنعت راهسازی یکی از مهمترین شاخه های مهندسی می‌باشد که به سرعت در حال رشد است. گسترش سریع شبکه راهها، افزایش ترافیک و بار محوری ناشی از آن، همچنین افزایش تقاضا برای بهبود کیفیت خدمات، سبب تلاش بیشتر مهندسان به منظور بالا بردن کیفیت راهها و نگهداری آنها گشته است. تا اوایل قرن بیستم جاده ها عمدتا خاکی بودند و راههای داخل شهری سنگفرش می‌شدند، امروزه، با پیشرفت تکنولوژی به روسازی راه بسیار اهمیت داده می‌شود. در این میان مناسبترین ماده ای که برای روسازی راه به کار می‌رود، آسفالت است. زیرا از مواد دیگری ارزانتر است، در برابر تغییرات شرایط جوی پایدار می‌باشد، خاصیت ارتجاعی دارد، به فراوانی و در همه جا  در دسترس است و می‌توان آن را (با اصلاحات لازم) در هر آب و هوایی به کار برد. تا چندین دهه قبل آسفالت به صورت معمول خود (مخلوطی از قیر و سنگدانه) به کار ...



برای دیدن ادامه مطلب اینجا را کلیک کنید