المواد الكيميائية المستخدمة في عمليات الأرصفة

مواد الحشو الكيميائية والإضافات السائلة:

تتم إضافة مواد الحشو إلى خلائط الأسفلت لتحسين الكثافة والقوة من خلال التفاعلات الفيزيائية والكيميائية مع البيتومين، كما تقلل بعض الحشوات أيضًا من قابلية درجة الحرارة وتعزز التصاق البيتومين الكلي المحسن، مما يقلل من خطر التعرية، يمكن أن تكون مواد الحشو نشطة كيميائيا أو معادن خاملة، حيث تشمل مواد الحشو الشائعة غبار الحجر الجيري والجير المطفأ والرماد المتطاير والأسمنت للأغراض العامة، أو الأسمنت المخلوط بالإضافة إلى غبار الحجر الرملي والجرانيت، في حين يتم دمج مجموعة من الحشوات بشكل شائع في الأسفلت، إلا أن مزاياها ومخاطرها المحددة ليست مفهومة جيدًا.

كما أن أنواع الحشو المختلفة ومصادرها لها تركيبات كيميائية مختلفة جدًا، بالإضافة إلى الأشكال والكثافات والفراغات المختلفة، حيث تم تحديد الجير المطفأ بشكل شائع لإسفلت المطار منذ سبعينيات القرن الماضي.

الجير المطفأ:

هو حشو إسفلتي فعال؛ لأنه يعزز خصائص مقاومة التقشير عن طريق تقليل حساسية الرطوبة، كما يتفاعل الجير أيضًا كيميائيًا لتصلب البيتومين مع تقليل معدل الأكسدة بعد الإنتاج، ومع ذلك فإن إضافة كميات كبيرة من مواد الحشو المعدنية، مثل الجير المطفأ، غالبًا ما يؤدي إلى تحديات أخرى.

الركام الخشن:

ينتج عن تكسير مصادر الصخور الصلبة للحصول على الركام الخشن نسبة عالية من الجسيمات الدقيقة، هذا يخلق تحديًا لمصمم الخليط للحفاظ على جزء الركام الذي يمر من غربال 75 ميكرومتر وهو 6٪، وأيضًا تحقيق التصنيف المحدد على المناخل 150 إلى 600 ميكرومتر، ويترتب على ذلك أنه بالنسبة للعديد من مصادر الركام الصلب، فإن إضافة 1-2٪ من مادة الحشو النشطة غير قابلة للتطبيق دون خلق مخاطر عدم استقرار الخليط من خلال محتوى المواد الدقيقة الزائد، وعلاوة على ذلك، وفي العديد من المناطق الإقليمية والنائية، يعتبر الجير المطفأ باهظ التكلفة وصعبًا لوجستيًا، كما توفر العوامل السائلة المضادة للتقشير بديلاً للجير المطفأ لتحسين مقاومة التلف الناتج عن الرطوبة.

تم طرح عوامل منع التقشير السائلة في الستينيات من القرن الماضي، وهي تعتمد بشكل عام على النيتروجين وتحتوي على الأمينات أو الأمينات الدهنية أو البولي أمينات.

أبلغت دراسات مختلفة عن فعالية مختلفة بشكل كبير لعوامل تجريد النمل السائلة مقارنةً بالمواد المالئة النشطة مثل الجير المطفأ، على سبيل المثال، فإن الجير المطفأ والعامل المضاد للتقشير السائل لهما نفس القدر من الفعالية على أساس قوة الشد غير المباشرة، والتي يتم الاحتفاظ بها بعد تكييف الرطوبة، في المقابل وجد آخرون أن الجير المطفأ أكثر فاعلية من العامل المضاد للتقشير السائل.

أخيرًا (Nazirizad et al) وجد أن العامل السائل المضاد للتقشير أفضل من الجير المطفأ، ومن المحتمل أن تعكس الاختلافات المذكورة أعلاه أهمية الخواص التجميعية على فعالية المنتجات المضادة للتقشير، بما في ذلك الجير المطفأ، ويترتب على ذلك أنه يجب تقييم قابلية التعرض للرطوبة، وفائدة عوامل منع التقشير السائلة أو الجير المطفأ، على أساس كل حالة على حدة.

الحشوات الكيميائية:

توفر الحشوات الكيميائية مجموعة من الفوائد للإسفلت، ومع ذلك فإن الأهم هو تقوية المصطكي القار وزيادة مقاومة التلف الناتج عن الرطوبة، وعلى الرغم من هذه الفوائد، فإن الجير والمواد المالئة الأخرى باهظة الثمن وتشكل تحديًا لوجستيًا في المناطق النائية، ويترتب على ذلك وجود اتجاه نحو عوامل منع الانزلاق السائلة في تصميم خليط الإسفلت.

تتجنب العوامل السائلة أيضًا التحدي المتمثل في استيعاب الحشو المعدني الناعم دون التأثير على التصنيف الكلي، والهدف 4-6٪ (بالحجم) من الركام الذي يمر بالمنخل 75 ميكرومتر، حيث يشير الاختلاف في الفعالية النسبية للجير المطفأ وعوامل منع التقشير السائلة إلى ضرورة إجراء تقييم خاص بالمزيج لإمكانية التجريد، كما تعتبر اختبارات تلف الرطوبة المؤكدة فعالة ومتاحة بسهولة.

 المصطكي البيتوميني:

كما تمت مناقشته أعلاه، يشتمل معجون الإسفلت على مادة رابطة بيتومينية مدمجة وحشو مضاف وركام ناعم، ويترتب على ذلك أن اختبار المصطكي يوفر نظرة ثاقبة لأداء الأسفلت أكثر من اختبار الموثق، ومع ذلك فإن تأثير المصطكي على أداء الإسفلت يعتمد على نوع الخليط، حيث وجد أن المصطكي كان له تأثير أكبر على استجابة مخاليط المحتوى الكثيف المتدرج وعالي المحتوى، مقارنةً بالخلائط المصنوعة من الحجر، مثل المصطكي الحجر والأسفلت المسامي.

عادة ما يتم تحديد أسفلت المطار ليكون متدرجًا كثيفًا بمحتويات رابطة عالية، ويعتمد بشكل كبير على أداء المصطكي لمقاومة التشوه، ويترتب على ذلك أن خصائص المصطكي ضرورية لأداء خليط الأسفلت النموذجي في المطارات.