بررسي اثر نانوذرات رسي و كربني بر روي ميكروارگانيسم هاي هوازي تجزيه كننده ي آسفالت

كارشناسي ارشد

مخلوط هاي آسفالتي گرم از اصلي ترين ساختارهاي لازم جهت اجراي رويه هاي راه هاي خياباني و جاده اي هستند كه همواره در معرض تخريب مي باشند. ارائه ي راهكارهاي جديد جهت كاهش دادن يا كند كردن روند تخريبي عوامل موثر در اضمحلال آسفالت و در نتيجه افزايش عمر و دوام يك مخلوط آسفالتي طبيعتا براي جامعه ي مهندسان عمران و راهسازي حائز اهميت ويژه اي خواهد بود. عواملي از قبيل ترافيك عبوري و شرايط آب و هوايي دو مورد از اصلي ترين موارد موثر شناخته شده در بروز انواع خرابي هاي آسفالتي مي باشند. آن چه در اين مطالعه مورد تمركز است اثر برخي ميكروارگانيسم هاي هوازي رايج در برهم زنش ساختار طبيعي يك مخلوط آسفالتي و طبيعتا تسريع در تخريب آن به شكل هايي نظير هوازدگي، بروز ترك و غيره است. هم چنين در اين تحقيق سعي شده تا اثر نانوذرات رسي و كربني بر روي ميكروارگانيسم هاي هوازي تجزيه كننده ي آسفالت به عنوان يك راهكار عملي به منظور جلوگيري از تجزيه ي زودرس آسفالت نشان داده شود. در اين مطالعه 3 تيپ مخلوط آسفالتي كه تعدادي از آن ها حاوي نانومواد رسي و كربني (به ميزان 5.5 درصد وزني قير نمونه ها) بود در آزمايشگاه قير و آسفالت دانشگاه علم و صنعت ايران به روش مارشال ساخته شد و يك تيپ آسفالت كهنه نيز براي مابقي مطالعات از آزمايشگاه قير و آسفالت جمع آوري شد. همچنين دانه بندي مصالح سنگي با استعانت از طرح اختلاط هاي پيشنهادي در آيين نامه ي 234 روسازي راه ها در نظر گرفته شده و مخلوط ها تهيه گرديدند. سپس نمونه هاي آسفالتي براي شناسايي باكتري هاي هوازي مورد نظر به آزمايشگاه ميكروب شناسي دانشكده ي پزشكي دانشگاه علوم پزشكي شهيد بهشتي فرستاده شد. در مرحله ي بعد از نمونه ها سوسپانسيون تهيه گرديد و بر روي پليت هاي حاوي محيط هاي نوترينت آگار اضافه گرديد. پليت ها به مدت 24 ساعت در دماي 37 درجه داخل انكوباتور قرار گرفته و سپس باكتري هاي رشد يافته بر روي پليت ها شناسايي گرديدند. در نهايت اثر نانوذرات رسي و كربني با استفاده از روش ميكرو دايلوشن براث براي تعيين حداقل غلظت ممانعت كننده از رشد باكتري ها بر روي باكتري ها مورد ارزيابي قرار گرفت. در پايان آزمايش ها، مشاهده گرديد كه از آسفالت كهنه، باكتري هاي بيش تري شامل باسيلوس و سودوموناس جدا مي شود. هم چنين از آسفالت حاوي نانورس باكتري بيش تري نسبت به آسفالت حاوي نانوكربن ايزوله گرديد. به علاوه، نانوذرات كربن در غلظت 2 درصد و نانوذرات رس در غلظت 4 درصد از رشد باكتري ها جلوگيري كردند. در حقيقت، در اين مطالعه نشان داده شد كه آسفالت كهنه باكتري هاي بيش تري نسبت به مابقي نمونه هاي مورد مطالعه داشته است؛ كه نشان دهنده ي آن است كه باكتري ها يكي از عوامل اصلي مساعدت كننده در تجزيه ي آسفالت و بروز خرابي هاي مخلوط هاي آسفالتي با اعمال خوردگي هيدروكربن قير به عنوان سوبسترا (ماده ي مورد نياز جهت رشد باكتري ها) مي باشند. هم چنين ملاحظه گرديد كه حضور نانو مواد رسي و كربني در طرح اختلاط يك مخلوط آسفالتي مي تواند از ورود باكتري هاي ياد شده به ساختمان آسفالت تا حدود زيادي جلوگيري كند. در ضمن، آسفالت هاي حاوي نانو كربن در ساختار خود، تاثير بيش تري در كنترل ميكروارگانيسم ها نسبت به آسفالت هاي حاوي نانو رس دارند. به عبارت ديگر، نتايج آزمايش هاي صورت گرفته نشان داد كه حضور نانومواد رسي و كربني در ساختار آسفالت، كه مي تواند مملو از باكتري ها باشد، مي تواند عمر و دوام مخلوط هاي آسفالتي را افزايش و هزينه هاي اقتصادي مربوطه در برنامه ريزي هاي راهسازي و نيز برنامه هاي كلان شهري را كاهش دهد. كليد واژه ها: آسفالت، نانو رس، نانو كربن، باكتري، خرابي

191893

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر حسين گودرزي

راه و ترابري

دكتر حسن زياري