Nanocomposites Enjenieri nan Liaison Asphalt 2

Tanpri kontakteoscar.xiao@wecistanche.compou plis enfòmasyon

3.2 Pwopriyete viscoelastic dinamik

Pwopriyete viskoelastik nan lyan yo te analize pa tès la DSR. Faz ang lan（δ） ak modil taye konplèks ki koresponn lan (G*) yo te mezire sou ranje frekans lan (10 rad/s) ak yon gwo tanperati (soti nan 20 a 9{{17). }} degre). Rezistans nan lyan nan deformation (rutting) pèmanan (plastik) te envestige dapre paramèt G * / sinδ paramèt【38】 la. Rezilta yo ilistre nan Figi 4a-c. Rezistans deformation nan lyan asfalt konsidere kòm ang faz ak modil konplèks, ki frekans chaje ak paramèt tanperati gen efè prensipal sou G * ak δ【8】. Echantiyon an ak CSNPs nan yon kantite 0.2 wt pousan montre pi gwo rezistans deformation anvan aje. Aje mennen nan yon ogmantasyon nan rèd. Se nivo maksimòm rèd toujou obsève pou echantiyon baz ki gen laj, ki lye ak yon ogmantasyon nan konpòtman elastik [39] ak dezavantaj ak yon ogmantasyon nan frajil-ness [40]. Kondisyon modil konplèks yo chanje lè yo ajoute NP nan lyan asfalt la. Pou echantiyon CSNP-modifye, ogmantasyon nan rèd sou aje se mwens diferan akòz efè a ranfòse nan NPs. Ki baze sou rezilta yo nan etid sa a, adisyon a nan 0.2 ak 0.3wt pousan nan

NPS nan lyan asfalt la montre pi wo rezistans nan deformation pèmanan apre aje kout ak alontèm, respektivman. Yo ka detèmine kontni pi gwo nan CSNP nan lyan asfalt la pou jwenn lyan CSNP-modifye ak pi gwo rezistans nan aje.cistanche wirkungApre aje PAV, ang faz la ak klasman modil konplèks la te 3.0wt9 pousan NPs.<1.0wt%><2.0><0.0 wt9="" nps,="" and="" 0.0wt%="" nps="">2.0wt% NPs>1.0 wt% NPs>3.0 wt pousan NPs, respektivman.

Nan Figi 4d-g, paramèt rutting anvan ak apre aje yo parèt (nan 30 ak 70 degre C). Echantiyon 6 ak 12 demontre amelyorasyon ki pi diferan apre aje kout ak alontèm, respektivman. Rezilta yo montre rezistans nan deformation pèmanan, ki amelyore sou adisyon a nan CSNPs.

Tanpri klike la a pou w konnen plis

Nan ankèt sa a, yo konsidere efikasite rezistans rutting ak tanperati papòt faktè rutting. Tablo 1 prezante yon tanperati papòt 1.0 anvan aje ak 2.2kPa apre aje (ki baze sou estanda SHRP-A-369 [38]). Rezilta yo montre ke CSNPs diminye rezistans rutting anvan aje. Apre aje, tanperati papòt la ak redi nan echantiyon baz ogmante, pandan y ap kontrè a mezire pou echantiyon CSNP-modifye. Obsèvasyon sa yo konfime ke CSNP diminye rèd la ak redi akòz aje.bioflavonoid CitrusAnplis, rezilta yo te montre ke {{0}}.1 pousan pwa nan CSNPs fè pi wo nan konparezon ak 0.2 pousan pwa.

3.3 Analiz tèmik ak espektroskopi Thermogravimetri/diferansyèl analiz tèmik (TG/DTA) te pote soti nan mennen ankèt sou estabilite nan tèmik ak modèl la nan dekonpozisyon tèmik. Figi 5 montre rezilta analiz thermogravimetric (TGA), kote yo mezire pèt pwa echantiyon yo ak tanperati a ogmante jiska 900 degre.

Twa seri prensipal pèt mas yo montre nan dekonpozisyon tèmik: chenn tanperati 200-360, 370-490, ak 540 degre. Sou seri tanperati a nan 480-580 degre C, lyezon eteroatom nan echantiyon baz yo dekonpoze, ak rezin yo oksidasyon ak dehydrogenated. Nan pwochen etap la, pwosesis polymerization / krak la pwodui asfalt ki ogmante pèt pwa lyan [41,42].

Cistanche ka anti-aje

CSNP-modifye echantiyon lyan yo te ogmante estabilite tèmik.benefis cynomoriumDekonpozisyon final la nan lyan CSNP-modifye te rive pi bonè an konparezon ak echantiyon baz ke sijè sa a ka gen rapò ak NPs silica fumed (Figi S4). Rezid kabòn nan echantiyon baz rive nan zewo nan 800 degre (pèt mas maksimòm); sepandan, gen yon 20-43 pousan rezidi kabòn nan lyan CSNP modifye yo. Lyan yo modifye CSNP ki gen pi ba pèt pwa gen pi wo estabilite chalè ak pi ba evaporasyon [43]. Pifò nan pèt mas la pou echantiyon lyan CSNP yo fèt nan tanperati ki pi wo a 200 degre, ki se pi wo pase tanperati opere ki nesesè pou melanj asfalt; Se poutèt sa, nanocomposite sa a gen pèfòmans tèmik akseptab nan lyan asfalt.

Distribisyon tanperati a sou sifas echantiyon an pandan 120s yo nan diferan moman (pa itilize imaj tèmik enfrawouj)-toujou kalkile lè w chwazi twa pwen sou sifas la [44,45]-yo montre nan Figi 6. Chanjman tanperati yo montre pa chanjman koulè a. nan echantiyon lyan asfalt.jasent dezèNan tanperati ki ba (Figi 6a, e, i, ak m), distribisyon chalè se inifòm; sepandan, tanperati ogmante soti nan 44.6 a 136,34.8 a 95, ak 33.7 a 95 degre pou echantiyon an san aditif WMA, ak aditif WMA, ak ak aditif WMA plis CSNP apre 120s, respektivman. Figi 6 montre ke san WMA, echantiyon aditif yo gen to chofaj lineyè ak yon tandans tanperati sifas k ap grandi. Figi 6h ak p montre echantiyon WMA yo ka lage chalè inifòm; sepandan, echantiyon baz yo kreye akimilasyon chalè. Anplis de sa, echantiyon WMA yo gen yon distribisyon tanperati ki pi apwopriye pase echantiyon baz nan yon

pi ba nivo chalè. Figi 6a-d ak il montre pousantaj chalè echantiyon yo san ak ak CSNP, ki se 0.63 ak 0.62 degre /s, respektivman. Chif sa yo endike ke aditif WMA ak ak san CSNP yo gen mekanis tèmik menm jan an.

Konparezon distribisyon tanperati echantiyon yo modifye pa CSNPs ak NPs silica fumed (Figi 6 ak Figi S5) montre ke efè CSNPs sou WMA pi efikas pase NPs silica fumed. Anplis de sa, pèfòmans ase (distribisyon tanperati) echantiyon modifye ak NP silica ak NPS ajil endike fenomèn nan pwòp tèt ou-geri nan lyan asfalt la [46,47].

3.4 ang kontak nan lyan asfalt

Figi 7 montre ang kontak (CAs; ant dlo ak sifas lyan asfalt) pou divès lyan asfalt anvan ak apre aje. Valè CA ki pi wo oswa pi ba pase 90 degre montre idrofobite oswa idrofilisite echantiyon yo, respektivman. Echantiyon CSNP modifye yo gen plis idrofob, epi konsa, mwens molekil dlo yo bloke nan sifas lyan an. Pou mete l 'yon lòt fason, CSNPs siyifikativman redwi molekil rezidyèl nan dlo nan melanj asfalt la ak chanje mouillabilite nan lyan asfalt. Fenomèn sa a endike ke lyan CSNP-modifye gen pi wo sansiblite imidite an konparezon ak echantiyon yo lyan baz. Videyo 4-6(gade Materyèl Siplemantè) konpare CA echantiyon modifye anvan ak apre aje.

Nan Figi 7, ogmantasyon nan CA soti nan 91 a 97 degre nan yon echantiyon CSNP-modifye yo montre. Obsèvasyon sa a ta ka gen rapò ak nati idrofob nan NPs silica fumed. Rapò a nan NPs silica fumed nan lyan asfalt te kapab jwe yon wòl kle nan mouillabilite lyan (CAs nan NPs silica fumed yo montre nan Figi S6). Anplis de sa, CA D te montre ke pou ogmante nivo aje, yon ti ogmantasyon (from6to79) nan CA. yo obsève aje alontèm.

3.5 Mekanis CSNPs ak bitumen

Plizyè mekanis afekte pwosesis anti-aje nan lyan asfalt modifye pa CSNPs. Nan entèraksyon sa a, yon ogmantasyon nan enèji sifas lakòz yon ogmantasyon nan lyezon gwoup idroksil ant silica NPs ak bitumen [8,48]. Anplis de sa, gwo rapò sifas-a-volim nan nanouch ajil ogmante pou konbine molekil lyan asfalt ak kouch ajil [49]. Molekil bitumen ta ka kreye lyezon chimik ak NPs silica, epi tou, NPS sipòte konpozan bitumen pa reyaksyon fizik (fòs van der Waals) [50]. Asphaltene jwe yon wòl kle nan pwopriyete reolojik bitumen.metòd ekstraksyon flavonoid pdfKi baze sou estrikti koloidal bitumen an (Figi 8), lwil oliv ak asfaltèn yo gaye nan faz nan sòlvan. Jan yo montre nan Figi 8, akòz gwosè apwopriye nan CSNP yo (gwosè patikil mwayèn nan patikil silica ak kouch ajil yo apeprè 33 ak 12nm, respektivman), yo fasil gaye ant dimansyon sa yo koloidal epi kouvri molekil asfaltèn yo (dyamèt mwayèn, 0.5-40 nm [51);

pakonsekan, pwopriyete yo mekanik ak tèmik ka modifye ak amelyorasyon sa a chimik molekilè. Anplis de sa, nan kouch ajil gen kapasite sipèb pou chanje pwopriyete yo sou sifas bitumen an. Nanokouch ajil yo gaye nan estrikti koloidal bitumen an epi anpeche oksijèn pénétration nan matris bitumen nan nanokal [52]. Lòt pwopriyete fizik ak chimik CSNP yo tankou chanjman mouillabilite [53] ak reyaksyon echanj iyon amelyore estabilite bitumen modifye epi evite dekonpozisyon estrikti chimik bitumen an.

3.6 Fourier transfòme enfrawouj ak analiz espektroskopi Raman

Pou etidye lyezon chimik yo nan lyan asfalt, yo te itilize espektroskopi FTIR nan yon seri 650-4,000/cm (Figi 9a). Figi 9 montre pousantaj chanjman (CR) nan endèks sulfoksid ak kabònil pou aje kout ak alontèm. Kòm echantiyon UV ki gen laj, endèks carbonyl la ogmante plis pase pou lyan baz la. Endèks sulfoxide ak carbonyl te redwi pou CSNP-modifye lyan asfalt. Anplis de sa, ekspansyon tan aje ogmante sulfoksid ak endèks carbonyl.

Yo te itilize ekwasyon ki nan Materyèl Siplemantè yo (gade Tablo S4) pou mennen ankèt sou lyezon chimik-aromatik (C=C), etilèn (CH=CH), karbonil (C{=O). ), alifatik (CH nan CHz), alifatik (CH nan -(CH)n-), ak sulfoksid (S=O) endèks [54,55].

Chanjman nan rapò bann yo montre nan Figi 9b pou tout echantiyon lyan yo. Pandan pwosesis la aje kout ak alontèm, kabònil, sulfoksid, ak endis aromat ogmante; sepandan, apre yo fin aje, rezilta yo montre ke endèks sulfoksid ak carbonyl redwi pou lyan CSNP-modifye. Akòz pwosesis la aje, asfaltèn se idro-pwodwi nan idrokarbur polisiklik aromat oswa idroaromatik epi mennen nan yon ogmantasyon nan konpoze aromat yo. Kontrèman, apre aje, akòz opozisyon ki genyen ant konpoze nan alifatik ak aromat, te gen yon diminisyon nan molekil alifatik. Anplis de sa, nan lyan CSNP-modifye, endèks etilèn (CH=CH) ogmante apre aje, ki endike ke CSNP se yon plak pwotèj apwopriye pou diminye reyaksyon oksidatif ak tèmik [54,56]. Nan lòt mo, patikil nano-dyamèt gen yon kapasite ekselan yo dwe itilize kòm yon plak pwotèj anti-aje [57].

Gwosè an mwayèn nan fèy la aromat nan bitumen te detèmine pa espektroskopi Raman (Figi 10). Spectre Raman chak echantiyon yo konpoze de bann D ak G, eksepte pou bitumen fre [58,59]. Gwoup G ak D yo montre vibrasyon sp²detire atòm kabòn yo nan fèy aromatik egzagonal la ak fwontyè yon estrikti òdone ki sanble ak asfaltèn, respektivman [58]. Pozisyon pik gwoup G ak D(Ic ak I) nan Figi 10 se nan 1,585-1,599 ak 1,264-1,377/cm, respektivman (Figi S7)[59].

Malgre ke gen gwo resanblans ant espèk Raman yo nan mitan echantiyon bitumen yo, gen plizyè varyasyon prensipal yo. Pou egzanp, pwopòsyon relatif nan bag aromat te konsiderableman pi wo nan echantiyon an aje alontèm, konpare ak pi ba bag aromat fusion nan echantiyon baz yo. Nan prezans NPS, chanjman nan G ak D bann pik yo ka atribiye a kapasite nan nano-patikil nan tèt li chanje entèraksyon yo bag aromat nan solisyon an bitumen.

Lè w enspeksyon pi pre Figi 10 la, ajoute NP nan echantiyon bitumen yo chanje entansite fèy asfaltèn yo. Sa a se akòz entèraksyon ki genyen ant NP ak bag aromat kole. Pik ki pi entans nan gwoup D la se nan echantiyon aje alontèm, ki baze sou mòd vibrasyon yon lasi grafitik dezòdone ak yon simetri Ag [60]. Kontrèman, bitumen baz montre ke molekil aromatik okipe yo trè ba konpare ak lòt echantiyon akòz gwosè fèy aromat asfaltèn ki ba [61].

3.7 Pèfòmans ba-tanperati ak aje viskozite

Yo te itilize tès BBR a pou kalkile pousantaj fluaj (m-valè) ak rèd ranpe (S) nan lyan asfalt yo nan fonksyon tan chaje nan kondisyon tanperati ki ba [62]. S ak m-valè yo se paramèt kle pou fann tanperati ki ba nan materyèl asfalt [63].

Nan etid sa a, yo te detèmine S ak m-valè pou lyan asfalt ki modifye NP nan twa tanperati diferan (Figi 1la ak b). Valè rèd ranpe yo obsève nan lyan asfalt modifye NP yo te redwi anpil. Pakonsekan, CSNP yo amelyore rezistans nan fann tanperati ki ba. Samples7 ak 11 ak 0.2 pousan pwa nan CSNP yo te montre amelyorasyon ki pi enpòtan apre aje kout / alontèm. Pousantaj nan ranpe (apre pwosesis la aje) diminye ak degre nan aje; sepandan, aditif nanopartikul siyifikativman ogmante pousantaj la ranpe. Fumed silica NPs amelyore rezistans nan fann nan asfalt. Sa a dwe nan lefèt ke NPS la ankouraje sifas yo lyan asfalt ak molekil, kidonk diminye aje, ak nan vire, echantiyon lyan asfalt modifye jwenn ase elastisite nan tanperati ki ba [16,64].

Figi 11c montre endèks viskozite aje (IVA) echantiyon lyan asfalt apre aje kout ak alontèm. IVA a itilize pou etidye pwopriyete aje yo (Tablo S4 nan Materyèl siplemantè).

IVA nan echantiyon NP-modifye apre aje kout tèm pi piti pase IVA echantiyon baz yo. Kidonk, rezistans nan aje nan lyan asfalt la ogmante ak modifikasyon NPS. Dapre rezilta yo montre nan Figi 11c, IVA a gen rapò dirèkteman ak aje epi li ogmante ak dire aje a. Echantiyon lyan asfalt la modifye pa 0.2 pousan pwa nan NPS gen ⅣA apwopriye apre aje kout tèm, ak echantiyon an modifye pa 0.3 pousan pwa nan NPS gen pi piti nivo IVA apre lontan. -tèm aje. Rezilta yo endike ke IVA a diminye ak konsantrasyon an ogmante nan NPs.

4 Konklizyon

Modifikasyon nan lyan asfalt atravè NPS ka ofri nouvo pèspektiv nan teknoloji lyan asfalt epi li ka trè itil pou devlope pwochen jenerasyon materyèl pavaj asfalt wout la. Nouvo kalite nanokonpoze ta ka kapab ogmante siyifikativman durability teknik ak dirab pandan y ap rete ekolojik-zanmitay ak pri-efikas.

Rechèch sa a prezante dènye rezilta yo sou yon nouvo lyan asfalt nano-konpoze, modifye pa CSNPs. Nouvo kalite lyan sa a reprezante konsiderableman amelyore pwopriyete tèmik, chimik ak mekanik lè yo konpare ak lyan asfalt konvansyonèl yo. Avantaj enteresan yo pwouve nan amelyore rezistans aje ak rezistans imidite, rediksyon nan tanperati pwodiksyon melanj asfalt, ak amelyore pèfòmans alontèm.

Rezilta eksperimantal yo prezante nan rechèch sa a demontre ke modifikasyon lyan lè l sèvi avèk CSNPs chanje mouillabilite avantaje epi amelyore pwopriyete yo idrofob nan lyan asfalt konvansyonèl yo. Konklizyon nou yo montre gwo potansyèl yo rezoud youn nan pwoblèm ki pi difisil nan teknoloji WMA, ki se sansiblite imidite. Anplis de sa, syans detaye chimik ak reolojik yo endike yon amelyorasyon siyifikatif nan rezistans aje nan lyan asfalt CSNP-modifye.

Modifikasyon lyan asfalt atravè CSNP ak teknoloji WMA ka konsidere kòm yon teknik enteresan ki ba pri ak ekolojik-zanmi nan jeni pave asfalt bay pèspektiv nouvo nan fè materyèl asfalt pi dirab. Soti nan yon pèspektiv pi laj, rezilta nou yo nan entèraksyon molekilè ant NP ak lyan asfalt yo pral louvri yon nouvo avni ki pral yon enspirasyon pou konsèp nanoteknoloji nan asfalt.

Atik sa a soti nan Nanotechnology Reviews 2022; 11: 1047–1067