چگونه کانی ها را بشناسیم ؟ ( Mineralogy )

برای شناسایی کانی ها راههای زیادی وجود دارد ، که از آن جمله عبارتند از :

۱- مطالعه و بررسی شکل کانیها بخصوص کانیهای با بلور ریز در زیر میکروسکوپ الکتریکی

۲- مطالعه و بررسی خواص و حالات نوری کانیها با میکروسکوپ

۳- مطالعه و بررسی خواص و حالات فیزیکی کانیها

۴- مطالعه و بررسی خواص و ترکیب شیمیایی کانیها

۵- مطالعه و بررسی شبکه بلوری کانیها به روش دیفراکتومتری اشعه ایکس ( XRD )

( شناسایی کانیها با آزمایش فلورسانس اشعه ایکس ( XRF ) نیز صورت میگیرد )

همه موارد فوق به جز یک مورد به کارهای آزمایشگاهی نیازمند هستند که وقت زیاد و هزینه زیادی را باید برای آنها صرف کرد .

 پایان قسمت دوم بحث کانی شناسی

کانی (Mineral) چیست ؟

  کانی ها موادطبیعی ، غیر آلی ، متبلور ( معمولاً ) و جامدی هستند که ساختمان داخلی منظمی دارند و معمولاً از نظر فرمول شیمیایی ثابت میباشند . تاکنون بیش از ۲۰۰۰ نوع کانی شناسایی شده است که تعداد کمی از آنها در ساختمان سنگهای اصلی پوسته زمین شرکت دارند و بیشتر آنها از نظر ویژگیهای ظاهری و زینتی یا اقتصادی یا فنی مورد توجه هستند .

  کانی ها مواد تشکیل دهنده سنگهای پوسته زمین هستند و از نظر کانی شناسی میتوان گفت : از ۱۰۰٪ ترکیب مواد تشکیل دهنده سنگهای پوسته زمین حدوداً ، ۶۰٪ فلدسپاتها ، ۱۶٪ پیروکنها و آمفیبولها ، ۱۲٪ کوارتز ، ۴٪ میکاها و ۸٪ بقیه کانیها هستند .

  تعریف بلور یا کریستال : جسمی است که شکل ظاهری متبلور با سطوح منظم و هندسی داشته باشد . به علمی که به بحث در مورد آرایش اتمی کانی و ارتباط آن با شکل ظاهری کانی میپردازد ، علم کریستالوگرافی یا بلورشناسی میگویند . در کل در مورد اجسام متبلور باید گفت ممکن است برخی مواقع شکل هندسی منظم در آنها تشکیل نشود ؛ بعضی از دلایل که منجر به این امر میشوند عبارتند از :

۱- عدم وجود زمان کافی برای تشکیل بلور : ( در شرایط خاصی ممکن است مواد به صورت غیر متبلور یا آمرف تشکیل شوند مانند مواد مذاب آذرین که فرصت کافی برای متبلور شدن را ندارند و سزیعاً سرد میشوند ، در نتیجه ابسیدین یا شیشه طبیعی را بوجود می آورند . گاهی نیز بر اثر رسوبگذاری مواد کلوئیدی در محیطهای کلوئید ، مواد جامد ولی بصورت غیر متبلور مانند اوپال تشکیل میشوند ، چون در این محیطها یونها تحرک کافی برای جابجا شدن و آرایش شبکه منظم را ندارند . )

۲- نامناسب بودن شرایط ترمودینامیکی محیط : ( این شرایط عبارتند از : درجه حرارت ، درجه غلظت یونها و مقدار فشار )

۳- نبود فضای کافی برای رشد آزاد سطوح بلوری در محیط .

۴-کمبود فراوانی در تعداد هسته های اولیه در محیط : ( در این صورت از رشد بلورهای درشت جلوگیری به عمل می آید . ) 

پایان قسمت اول بحث کانی شناسی

چرخ فالکرک (The Falkirk Wheel):

چرخ فالکرک که با توجه به نزدیکی آن به شهر فالکرک، در مركز اسكاتلند، به این نام خوانده می‌شود، یک وسیله بالابر گردان برای انتقال قایق است که کانال فورت اند کلاید  را به کانال یونین متصل می‌سازد. اختلاف ارتفاع دو کانال در محل قرار گرفتن چرخ فالکرک، 24 متر می‌باشد که بطور تقریبی برابر یک ساختمان هشت طبقه است. محل چرخ در نزدیکی دهکده  تام فور هیل واقع شده و در ماه می‌سال 2007 توسط ملکه الیزابت دوم افتتاح گردید.

طراحی چرخ بالابر:

طراحی و معماری این چرخ و سازه آن تحت نظارت و حمایت موسسه طراحی RMJM كشور اسكاتلند صورت گرفته و  در ابتدا توسط شرکت مهندسی نیکول راسل طراحی گردیده است. این چرخ که قطر کلی آن 35 متر می‌باشد تشكیل شده از دو بازو که هر کدام تا 15 متر نسبت  به محور مرکزی با قطر 3.5 متر امتداد  دارند و شکل آنها شبیه به تبرهای دوسر است که در جنگهای قرون وسطای اروپا  مورد استفاده قرار می‌گرفتند.

این دو بازو در فاصله 25 متری از یکدیگر قرار گرفته اند و دو مخزن (جایگاه حمل قایقها) در حالی كه از آب پر می‌شوند با ظرفیت80000   گالن ( 302 تن) بین آنها قرار دارند. این دو مخزن حمل، فارغ از آنکه در حال حمل قایق باشند یا خیر، همواره وزن ثابتی داشته و در مجموع 600 تن وزن دارند. این موضوع به قانون ارشمیدس بر می‌گردد که می‌گوید " هر جسم شناور به میزان وزن خود آب را جابجا می‌کند" و لذا در زمانیکه قایق در مخزن قرار می‌گیرد،به میزان وزن قایق آب از مخزن حمل خالی می‌شود و در نتیجه مقدار وزن مخزنها همواره ثابت می‌ماند.

این چرخ در مدت زمان 5.5 دقیقه، با صرف توان بسیار اندک،180 درجه می‌چرخد و توان مصرفی آن تنها 22.5 کیلووات است که بوسیله موتور برق تامین می‌گردد. به بیان دیگر می‌توان گفت انرژی مصرفی 1.5 کیلو وات ساعت در مدت زمان 4 دقیقه می‌باشد که تقریباً می‌توان آنرا برابر با انرژی لازم برای جوش آوردن 8 عدد کتری آب در نظر گرفت. این سیستم، تنها بالابر حمل قایق در نوع خود می‌باشد و  نشانی از توانمندی مهندسی در کشور اسکاتلند است.
 

چگونگی عملکرد چرخ فالکرک:

چرخ به همراه محوری که در دو انتهای آن روی یاتاقان‌های مخصوص ( Slewing Bearing ) قرار گرفته اند گردش می‌كند. حلقه بیرونی این یاتاقانها روی پایه بتونی قرار گرفته و ثابت شده است. حلقه داخلی این یاتاقانها دارای چرخدنده داخلی است و به شکل یک حلقه گردنده عمل می‌کند. این حلقه چرخان بوسیله   مجموعه‌ای از 10 موتور هیدرولیک که در بخش ثابت یاتاقان قرار گرفته اند حرکت می‌کند. حرکت این موتورها توسط یک پمپ هیدرولیک که بوسیله یک موتور الکتریکی فعال میشود، صورت می‌گیرد. محور هر یک از این موتورها به چرخدنده‌ای متصل است که بصورت چرخدنده سیاره‌ای ثابت عمل می‌کنند و از این طریق حلقه داخلی یاتاقان و محور را می‌گردانند. در نهایت چرخ با سرعت زاویه‌ای 8/1( یك هشتم ) دور در دقیقه می‌چرخد.
 

چگونه مخازن حمل در طول حركت تراز باقی می‌مانند:

مخازن مذكور در واقع می‌بایستی با همان سرعت گردش  چرخ، اما در خلاف جهت چرخش آن، بگردند تا از سقوط قایق‌ها یا ریختن آب از مخازن جلوگیری شود. انتهای هر كدام از این مخازن، در دو سمت، به چرخهایی مجهزند كه روی سطح داخلی حفره‌های 8 متری (روی بازوها) حركت می‌كنند. لذا مخازن به این چرخها تكیه داشته و امكان چرخش دارند. گردش مخازن توسط مجموعه‌ای از چرخدنده‌ها كنترل می‌شود.

این مجموعه شامل سه چرخدنده حلقه‌ای 8 متری و دو چرخدنده كوچك مابین آنها میشود كه همگی دارای دنده‌های خارجی هستند. چرخدنده بزرگ مركزی، بصورت یك چرخدنده خورشیدی ثابت عمل می‌كند و برای جلوگیری از حركت آن، جدا از محور در سمت موتور خانه و روی پایه بتنی نصب شده است.چرخدنده‌های كوچك، بصورت چرخدنده‌های سیاره‌ای عمل كرده و روی بازو ( سمت موتورخانه) نصب می‌شوند. وقتی موتور‌ها چرخ  و بازو‌ها را می‌گردانند چرخدنده‌های سیاره‌ای كوچك با چرخدنده خورشیدی مركزی درگیر می‌شوند و در نتیجه چرخدنده‌های سیاره‌ای با سرعت بیشتری نسبت به چرخ ولی در همان جهت شروع به گردش می‌كنند. چرخ دنده‌های سیاره‌ای مذكور، سپس با چرخدنده‌های حلقه‌ای بزرگی كه به انتهای هر یك از مخازن متصل و ثابت شده اند درگیر شده و باعث گردش آنها با سرعت برابر با چرخ و در جهت عكس آن می‌گردند. در نتیجه مخازن در طول حركت همواره پایدار و كاملا تراز خواهند ماند.

ساخت چرخ:

این سیستم توسط شركت مهندسی باترلی  در دربی شایر تحت عنوان پروژه‌های هزاره اجرا گردید تا دو كا نال فورت اند کلاید و یونین را به یكدیگر متصل نماید. البته هدف اصلی پروژه استفاده  تفریحی از آن بوده است. دو كانال یاد شده در گذشته نیز بوسیله یازده دریچه قفل شونده به یكدیگر متصل می‌شدند كه پس از سال 1930 متروك مانده و از بین رفته بودند. كمسیون طرحهای هزاره تصمیم گرفت كه مجددا این دو كانال را كه در مركز اسكاتلند قرار گرفته اند  به یكدیگر متصل كرده و در واقع، مجددا گلاسكو را به ادینبورگ پیوند بزند. در میان طرحهای مختلف ارائه شده طرح چرخ فالكرك، برنده شد. مانند بقیه پروژه‌های هزاره در محل احداث این پروژه اقامتگاه، رستوران و فروشگاه‌هایی نیز در نظر گرفته شده است. هزینه ساخت چرخ فالكرك 17.5 میلیون پوند و كل پروژه 84.5 میلیون پوند بوده است. 
 

چاله بارانداز:

این چاله در واقع محلی خشك و عایق شده نسبت به آب   می‌باشد و در صورت ورود آب به چاله پمپهای تعبیه شده در آن آب را تخلیه می‌كنند. هنگامی كه پس از گردش چرخ، بازو‌ها بصورت عمودی قرار گرفتند و سیستم متوقف شد، دریچه مخزن باز شده و ورود و خروج قایقها را ممكن می‌سازد. در واقع فضای زیر مخزن حمل در این حالت خالی می‌ماند. در صورتی كه چنین چاله‌ای در نظر گرفته نمی‌شد، هر بار در گردش چرخ بازوها وارد آب می‌شدند و در این حالت مشكلات زیادی از جمله اغتشاشات آب و عدم پایداری مخزن و نیز نیاز به توان بیشتر برای غلبه بر ویسكوزیته (چسبندگی) آب بوجود می‌آمد.

منابع

۱/ حمل و نقل عمودی و آینده پیش رو - نوشته: محمد کیکاووسی - مجله دنیای آسانسور - شماره 31-۳۰ - صفحه اصلی مقاله

۲/ منبع تصاویر - مقاله انگلیسی

ساخت سازه هايي توسط فولاد و يا بتن صرفا براي آموزش هم مقدور نمي باشد ، چرا كه هزينه تمام شده اين كار بسيار بالا است . بنابراين در سرتاسر دانشگاههاي معتبر دنيا ، سعي شده است ، تا بااستفاده از مصالح ارزان قيمت ( به جاي بتن وفولاد ) و مدل كردن سازه هاي واقعي توسط اين مصالح ، آموزش دروس سازه اي به صورت عملي ممكن شود . ماكاروني يكي از اين مصالح جايگزين مي باشد . اين عنصر سازه اي جديد به دليل برخي از خصوصيات ويژه مثل ( سبكي ، دسترسي ساده و ارزان بودن ) بيشتر از ديگر مصالح مشابه مورد توجه قرار گرفته است .

سالانه در آمريكا مسابقات بزرگي در اين زمينه بين دانشجويان برگزار مي گردد و سازه هاي ساخته شده توسط ماكاروني به دليل طراحي بهينه ، به ركورد هاي غير قابل باوري دست پيدا مي كنند .

هدف استفاده از ماكاروني به عنوان عنصر سازه اي : 

1. در واقع ماكاروني بر خلاف فولاد و بتن عنصر سازه اي ناشناخته اي مي باشد . اين بدان معني است كه خصوصيات ماكاروني شامل حداكثر تنش كششي ، حداكثر تنش فشاري ، مدول الاستيسيته ، نحوه كمانش ماكاروني و ديگر خصوصيات ماكاروني كه مورد نياز براي طراحي و تحليل سازه مي باشند ، ناشناخته مي باشد و تنها راه بدست آوردن اين ويژگيها ايجاد و ابداع آزمايش هاي ساده و دقيق مي باشد .

2. ماكاروني بر خلاف بتن و فولاد داراي  ضعف هاي زيادي مي باشد  و اين ضعف ها كار را براي طراح مشكل تر مي كند و اينجاست كه ابداعات و خلاقيت هنر نمايي مي كنند و براي رسيدن به ركورد هاي بالا بهينه سازي سازه ها مطرح مي گردد .

3. ارزان بودن ماكاروني نسبت به مصالحي چون فولاد وبتن .

اهداف كلي طرح : 

1. اين طرح در وهله اول به عنوان يك طرح آموزشي مي تواند بسيار مفيد و سودمند براي دانشجويان رشته مهندسي عمران ايفاي نقش نمايد ، زيرا اين امكان را به دانشجويان مي دهد كه ، با استفاده از مصالح ارزان ، سبك و قابل دسترس ( ماكاروني به جاي بتن و فولاد ) دست به طراحي و ساخت سازه هاي مختلف زده و با اين كار كليه دروس فراگرفته در رشته سازه را به عمل تجربه نمايند .

2. دانشجويان مي بايست با استفاده از مسائل تئوريك فرا گرفته در دروس مقاومت مصالح و آزمايشگاه هاي مربوط به آن تلاش نمايند تا خصوصيات عنصر سازه اي جديد را كشف نمايند .

3. دانشجويان مي بايست با استفاده از تحليل سازه ها و با بكارگيري نرم افزار هاي كامپيوتري به طراحي و آناليز سازه مورد نظر بپردازند.

4. طراحي و ساخت يك سازه بهينه كه تحت عنوان بهينه سازي سازه ها مطرح است .

معرفي سازه ماكاروني : 

 سازه هاي ماكاروني به سازه هايي اطلاق مي شود ، كه مصالح استفاده شده در آنها تنها ماكاروني و چسب مي باشد . اين سازه ها در مقياس كوچكتر نسبت به سازه هاي واقعي طراحي و توسط ماكاروني و چسب ساخته مي شوند و پس از ساخت مورد بارگذاري قرار مي گيرند .

در واقع اين سازه ها به عنوان ماكت ساخته نمي شوند و سازه اي كه بار بيشتري را تحمل مي كند ، موفق تر خواهد بود . پل ( تحت بارگذاري يكنواخت ، متمركز و متحرك ) ،  Towercrain ، انواع قاب هاي ساختماني و ستون هاي فشاري از جمله رايج ترين سازه هاي ماكاروني مي باشند .

هر ساله در اين راستا مسابقات بزرگي در دانشگاه هاي معتبر دنيا بين دانشجويان رشته مهندسي عمران برگزار مي گردد . اين دانشگاه ها از سالها پيش در اين زمينه سرمايه گذاري كرده تا ذهن خلاق دانشجويان را فعال سازند و از طرحها و پژوهش هاي آنها در عمل استفاده كنند . طراحي و ساخت پل و ستون هاي فشاري رايج ترين رشته هاي اين مسابقات  مي باشند . بطور مثال طراحي و ساخت پل خرپايي تنها با استفاده از 750 گرم ماكاروني ( معادل يك بسته ماكاروني )  كه مي تواند وزن زيادي را تحمل نمايد . طول دهانه پل يك متر و حداكثر ارتفاع پل نيم متر مي باشد . پل روي دو تكيه گاه  كه از يكديگر يك متر فاصله دارند قرار مي گيرد و تكيه گاهها فقط قادر به وارد كردن عكس العمل عمودي مي باشند و هيچ عكس العمل افقي در تكيه گاهها بر پل وارد نمي شود . ركورد كسب شده در اين رشته ( پل خرپايي ) معادل 176 كيلو گرم مي باشد ، كه اين ركورد تقريبا 230 برابر وزن خود سازه مي باشد . همچنين طراحي و ساخت سازه هاي فشاري كه قادر به تحمل بار هايي بيش از نيم تن مي باشند ، از ديگر نمونه هاي اين سازه ها هستند . اينجا يك سئوال ممكن است مطرح گردد ، آيا جنس ماكاروني در دست يافتن به ركورد هاي بالا موثر است ؟

در اين زمينه تحقيقاتي روي محصول هاي مختلف شركت هاي ماكاروني دنيا انجام گرفته و ماكاروني  شركت Rose ايتاليا به عنوان بهترين ماكاروني براي اين هدف شناخته شده است .

البته لازم به ذكر است كه قدرت و مهارت طراح در ارائه يك طرح موفق ، بسيار مهم تر از جنس ماكاروني در رسيدن به ركورد هاي بالا مي باشد .

معرفي  انواع مختلف سازه هاي ماكاروني : 

سازه هاي فشاري :

نوعي پل با دهانه كوتاه ، كه اكثر اعضاي آن در فشار مي باشند . از مزيت هاي اين رشته از مسابقات طراحي اعضاي فشاري و بررسي پديده كمانش در آنها مي باشد .

Tower Crain :

دراين  نوع از سازه هاي ماكاروني ، هدف طراحي جرثقيلهايي است كه بر روي برجهاي بلند به كار گرفته مي شوند .اين سازه ها بايد قادر باشند با داشتن ارتفاع معين شعاع خاصي را تحت پوشش قرار دهند .

پل با بار متمركز :

اين سازه از به هم پيوستن دو خرپاي دوبعدي به وجود مي آيد و بارگذاري از وسط دهانه صورت مي گيرد .اين نوع پل هر سه نوع عضو فشاري ، كششي و خمشي را دارا مي باشد .

پل با بار گسترده :

پل به شكل ظاهري خرپا مي باشد ، كه بارگذاري به صورت گسترده و يكنواخت در تمام طول دهانه صورت مي گيرد . در عمل مي توان چنين فرض كرد كه تمام وسايل نقليه به دليل ترافيك به صورت ثابت بر روي پل قرار گرفته اند .

پل با بار متحرك :

اين نوع از سازه ماكاروني در واقع پيشرفته ترين و كامل ترين حالت از سازه ها مي باشد ، كه در آن طراحان اقدام به طراحي يك پل واقعي مي كنند .بار قرار گرفته بر روي پل به صورت متحرك مي باشد ، كه اين امر با عبور دادن يك وسيله نقليه كوچك با سرعت معين ، كه بر روي آن وزنه قرار داده مي شود ، صورت مي گيرد .

منبع

فناوري نانو چيست؟

فناوري‌نانو واژه‌اي است كلي كه به تمام فناوري‌هاي پيشرفته در عرصه كار با مقياس نانو اطلاق مي‌شود. معمولاً منظور از مقياس نانوابعادي در حدود 1nm تا 100nm مي‌باشد. (1 نانومتر يک ميليارديم متر است).اولين جرقه فناوري نانو (البته در آن زمان هنوز به اين نام شناخته نشده بود) در سال 1959 زده شد. در اين سال ريچارد فاينمن طي يك سخنراني با عنوان «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» ايده فناوري نانو را مطرح ساخت. وي اين نظريه را ارائه داد كه در آينده‌اي نزديك مي‌توانيم مولكول‌ها و اتم‌ها را به صورت مسقيم دستكاري كنيم.

واژه فناوري نانو اولين بار توسط نوريوتاينگوچي استاد دانشگاه علوم توكيو در سال 1974 بر زبانها جاري شد. او اين واژه را براي توصيف ساخت مواد (وسايل) دقيقي كه تلورانس ابعادي آنها در حد نانومتر مي‌باشد، به كار برد. در سال 1986 اين واژه توسط كي اريك دركسلر در کتابي تحت عنوان : «موتور آفرينش: آغاز دوران فناوري‌نانو»بازآفريني و تعريف مجدد شد. وي اين واژه را به شكل عميق‌تري در رساله دكتراي خود مورد بررسي قرار داده و بعدها آنرا در کتابي تحت عنوان «نانوسيستم‌ها ماشين‌هاي مولكولي چگونگي ساخت و محاسبات آنها» توسعه داد.

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 به‌رشد بازار، پيش‌بيني مي‌‌شود 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 نشانه‌اي 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.

تاريخچه

 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 به‌رشد بازار، پيش‌بيني مي‌‌شود 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 نشانه‌اي 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 بزرگراه‌ها که بتوانند خودشان را تعمير کنند براي بسياري دور از ذهن به نظر مي‌رسيد. بنابراين صنعت آسفالت-قير به يک تحول نياز دارد تا مردم بتوانند امکانات فناوري نانو را ديده و مزاياي آن را درک نمايند.

دکتر ليوينگستون، فيزيکدان برنامه تحقيقات زيربنايي پيشرفته در اداره کل بزرگراه‌هاي فدرال (FHWA)، مي‌گويد: ”آسفالت و سيمان هر دو جزء نانومواد مي‌باشند. تاکنون ما نتوانسته‌ايم بفهميم که در اين سطح چه اتفاقي مي‌افتد، اما اين اثرات بر عملکرد مواد تاثير مي‌گذارند.“

 بنا بر گفته ليوينگستون، يک ماده پليمري ساختاري که مي‌تواند به طور خود به خودي ترک‌ها 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 ميکروکپسول‌هاي موجود شده، در نتيجه عامل اصلاح‌کننده با استفاده از خاصيت مويينگي درون ترک رها مي‌شود. با تماس عامل اصلاح‌کننده با کاتاليزور موجود، اين عامل شروع به پليمريزه شدن نموده، دو طرف ترک را به هم مي‌چسباند.

اين روش مي‌تواند منجر به توليد آسفالتي شود که ترک‌هاي خود را اصلاح مي‌کند. ليوينگستون مي‌گويد: ”هيچ‌کس نمي‌تواند براي رشد اين فناوري زماني را پيش‌بيني کند، اما پيشرفت واقعي در حال انجام است و قابليت‌هاي موجود بسيار هيجان‌آور مي‌باشند.“

با اين حال، براي استفاده‌کنندگان فعلي آسفالت، تصور نبود دست‌انداز، يا نبود تأخير به خاطر تعميرات آسفالت، بسيار دور از دسترس بوده و نگراني‌هاي جدي آنها را برطرف نمي‌سازد.

محيط زيست عامل اصلي تأثيرگذار در فرايند تصميم‌گيري براي پروژه‌هاي بزرگراه در بسياري از کشورها است. مزاياي يک آسفالت متفاوت براي جاده‌ها از ديدگاه زيست‌محيطي و مصرف انرژي، تنها يک بخش مهم از فرآيند تصميم‌گيري است. ديدگاه‌هاي زيست‌محيطي موجب تسريع پيشرفت‌هاي فني و اجتماعي مي‌شوند. نيازهاي چندگانه حفاظت از محيط زيست شامل: محدود نمودن انتشار گازهاي گلخانه‌اي، مصرف کمتر انرژي، کاهش سر و صداي ترافيک و اطمينان از سلامتي و راحتي در رانندگي، اهدافي هستند که به دليل ايجاد مسئوليت مشترک، مهم‌تر از تمام پيشرفت‌هاي علمي مي‌باشند.

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.

مثال‌هايي از مواد زايدي که در مخلوط آسفالت مورد استفاده قرار گرفته‌اند، عبارتند از: تفاله کوره شيشه‌دمي، خاکستر حاصل از سوزاندن زباله‌هاي شهري، خاکستر موجود در مراکز توليد برق به وسيله زغال، آجر‌هاي خرد شده، پلاستيک حاصل از سيم‌هاي برق قديمي و لاستيک حاصل از تايرهاي کهنه.

با اين حال، استفاده موفقيت‌آميز از اين محصولات وابسته به تحقيقات کامل در زمينه منابع و ويژگي‌هاي 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 گفته‌هاي مارك بلشه، مدير آسفالت لاستيک در پروژه آسفالت‌سازي آرام آريزونا، حمايت عمومي - نه تحقيقات علمي- کليد توسعه صنعت توليد آسفالت با استفاده از محصولات فرعي است.

پروژه 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 بي‌اهميتي از درآمد صنعت ساختماني را به خود اختصاص مي‌دهد، اما بلشه مي‌گويد که با افزايش رغبت عمومي اين درصد افزايش خواهد يافت.

به عنوان مثال در ژاپن، گروه تحقيقات آسفالت لاستيک (JARRG)، که شامل مجموعه‌اي از توليد‌کنندگان تاير و شرکت‌هاي آسفالت‌سازي مي‌باشد، يک اتصال‌دهنده آسفالت بسيار ويسکوز را توسعه داده‌اند که از انبساط و پخش تايرهاي کهنه‌اي که به صورت بسيار ريز ساييده شده‌اند، توليد مي‌شود. اين اتصال دهنده در مخلوط آسفالت پخش شده و سپس پخته مي‌شود.اين ماده مي‌تواند 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 مي‌گويد: ”افرادي که در صنعت آسفالت لاستيک درگير بوده‌اند، همواره سعي کرده‌اند که آن را به دليل ويژگي‌هاي مهندسي بسيار عالي‌اش 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 مي‌گويد كه به محض اتمام آسفالت اين بزرگراه، ADOT و مسئولين محلي سيل عظيمي از تلفن‌ها و ايميل‌ها را دريافت نمودند که از اشتياق مردم نسبت به اين جاده کم‌صداتر 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 آسفالت‌هاي معمول بسيار گران‌تر بوده و آسفالت‌کاراني که تا به حال با اين ماده چسبناک کار نکرده‌اند، 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 استفاده‌کنندگان از جاده کم‌صدا‌تر و در عين حال داراي اثرات زيست‌محيطي 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 آسفالت‌هاي قوي‌تر وبادوام‌تر را افزايش مي‌دهد. حمل و نقل بيشتر به اين مفهوم نيز مي‌باشد که ايجاد مشکل در حمل و نقل براي تعميرات جاده‌اي مطلوب نيست و اين امر موجب ايجاد تقاضاي بيشتر براي تحقيق و توسعه مؤثر مي‌گردد .

منبع