A riya nû ya kevin, ya bitumen di laboratorê de

A riya nû ya kevin, ya bitumen di laboratorê de.

Di gotara xwe de behsa pêvajoya pîr dibe dermanê bo pêşxistina tenik (300 microns) film ji bo demên kurt û dirêj ji dem. rolling tendûrê tenik film (RTFO) û Aging Pressure (Pav): The pêvajoya kirarî ya nû ye ku wek alternatîfa metodên ceribandinê bi kar anîn pêş. The teknîka nû bi navê kalbûnê pêvajoya kirarî ya sade (test kevin, sade, SAT), dikarin bên bikaranîn paqij û hate Emulsiyon bitumen û a mayî. Berî pêkanîna bernameyê stratejîk ên xebatên rê de bû, eleqeya girîng in pîr ji ber ku film tenik di bin şert û mercên statîk hene. Lê belê, pêvajoya kirarî ya kevin, di demeke kurt-RTFO hate qebûl kirin, ku ji bo ceribandina ji rheometer girş bending pêwîst hejmareke mezin ji bisîkletan salî. Ji ber ku qebûlkirina yên standard wekî metoda RTFO hin pirsgirêkên diyarkirin, dema ku we ji bo ku ew serî li kalbûnê yên binders pir de hate guherandin. Sebaret bi awayê germ têkelê RTFO li Germiya nizimtir (simulation kêm agirê manufacturing) dibe ku hin operasyonên sînordar li ser film bi kişandina ji bo kalbûnê bi unîformên yên maddî ferz bike. Plastometer bu dwîmahîk car ji pêşketî ji xebatê yên li ser prensîpa shear dînamîk (DSR) bi armeyên paralel 4-mm dihêle ku testkirina li Germiya heta -40 ° C, pêwîstî bi tenê 25 mg ji Melûvan, û dihêle ku li gor dîtina m-nirx û rigidity bias bo bending rheometer girş. Bi bikaranîna vê teknîkê de, di çarçoveya bi SAT destnîşan rheology ji bitumens, kurt an jî dirêj de di bin germiya kêm û navîn. Li gel vê, e madî têra xwe ji bo cureyê rheometer DSR salî bi 25MM em dimeşin hene. rêbaza SAT pirsgirêka testan "berjêr" ji bo asphalts-polîmer de hate guherandin û germ tasfiye dike. Di dema testên ji cureyên çend ji bisîkletan kirine SAT dema pêvajoya kirarî û pîr dibe miqabila bi agirê van parametreyên ku bi bikaranîna RTFO û prosedurên Pav nîşankirin.

danasînê de

Solidification li ser ya kevin, di bin bandora oxidation - pêvajoya ku diqewime, dema danîna mix hot, herweha di dema cycle jiyana ji surface rê. Ev gelek performance bagerê de ji yên weke rutting, cracking û delamination û, wek encameke, xistim bin bandora xwe. Modelê solidification yên kevin, di şert û mercên laboratuar ji bo pêşvebirina taybetmendîyekî li ser taybetiyên performansa gelek girîng e. Ev xebat Ayet, rêbazeke nû ya oxidation ji test test bête film tenik, ku dide encam bi qasî prosedurên standard bi kişandina di tendûrê de film tenik (RTFO, ASTM rêbaza D2872) û ya kevin, di oda di bin zextê (Pav, rêbaza D6521 ASTM) ji bitumen safî. De, bidestxistine û bandora test fîlmê tenik (çend sed nm) dê misoger - a teknîka nû bi pêş rheometer li gor prensîpa shear dînamîk, ku derfetê dide ceribandina nimûne li Germiya heta -40 ° C, pêwîstî bi tenê 25 mg ji nimûneyî, û di nav de an ligorî bo Ogut li ser device [1 ].

bitumen pêvajoya kirarî Test film tenik di firnê de, di destpêka salên 60'î de Hveem [2] û di ASTM qebûlkirin 1970 sal hate pêşxistin. Di dema pêkanîna rê li trafîkê Program Lêkolînên Stratejîk a ku hatiye wekî standard ji bo Modelê pîrbûna dida û kurt ku li dema ku nîv- hilbijartin. Niha, di teknîkê de ku di specification ji bitumen Superpave bikaranîn.

Avantaja sereke yên teknîkê ji film tenik ji bitumen di tendûrê de li rotation test (RTFOT) berî test tenik film di tendûrê de li statîk (TFOT, ASTM Method D1754) li wê yekê ku ji bo dorê konteynir cam ku pîr dibe herêma mezin a surface prov rastî ye. Lê belê, hejmara rotations û bandora li ser rûyê test nû li gora vîskozîtî yên bitumen Beriya ku testkirina, û guhertinên li vîskozîtî dema ku test tê guhertin. Egera û tevlihevbûn di bitumen di flasks jî ji aliyê lem polîmer-bitumen aloztir kiriye. Kêm RTFO agirê test ji bo oxidation Modelê diqewimin, di produksiyona mix germ, sedema zehmetiyên similar.

Kêm an tunekirina rotation of rotation cildên dema ku ji aliyê rêbazê RTFO ji bo bitumen pir hate ceribandin - a pirsgirêka ye ku ji bo [3] çend salan de tê zanîn. Bahia [3] pêşniyarkirî yên ji bo çareser daketina gopalê pola nav mermerê û bi vî awayî ne belav bû film. Experiments ku ji aliyê Rêveberiya Highway Federal û Başûrê koma manufacturers asphalts nîşan da ku pola ya kêmkirina asta pîr dibe bitumen (wek hate guherandin û -dîsa) û ji bo alîkarîya mîz ji bitumen (her du cureyên) ji flasks [4]. Tevî ku gopalê pola ne ji mîz ji bitumen piştgirî ji mermerê, bitumens-polîmer de hate guherandin ya bi caran bi herêma ampûla dikişin, heta dema ku rod tune. Sedema vê - Weissenberg bandora (lift visco-elastic avî li ser gopalê dorê) [5]. tê texmînkirin, Ev e, ku hêza elastic (dirêj yên zencîrên polîmer de), ku ji ber rotation ampûlên cam de, li erênî hêza vertically derhêneriya wê encamê, ku dibe sedema mihtemel yên bitumen li ser dîwarên navxweyî ya mermerê.

Ji bo çareseriya van pirsgirêkan di bingeha xebata Enstîtuya Lêkolînên Western (wRI) li rêbazeke nû ya dema kurt de-pîrbûn demeke dirêj e, ku pîrbûn li pêvajoya kirarî ya sade (SAT) hatiye gazîkirin bû. Ew ji bo vî babetî dxwazîn terxan.

By rêbaza SAT, wek alternatîfa RTFO standard û RTFO / Pav, daxwazên li jêr pêşkeş kirin:

1) Asta pîr dibe, divê bi qasî ku ji rêbaza RTFOT be. Heta ku taybetmendîyekî Superpave bi ser encamên muayeneyan li RTFOT, tu teknîka nû, divê bi pêvajoya pîr dibe RTFOT bo bitumen paqij be.

2) Easy, ne hewce ye ku paqij flasks. Prosedûra test e ku destûrê cîbecîkirina demeke kurt yên ku test salî rasterast nav di tendûrê de ji bo kalbûnê di dirêj-demê.

3) The amount of bitumen ji bo destnîşankirina pola yên index qûlkirina (SHRP PG) û description of pêkhateyeke kîmyayî ya têra xwe bibe.

4) Dema ku Sûrye an raneke nimûne divê neyê bikaranîn bandûra wan, ku bi taybetî ji bo bitumens-polîmer de hate guherandin girîng e.

5) thickness film divê ji bo rakirina vê pirsgirêkê yên wek oksîjenê kêm be, niha li test test di dewleta stationary (TFOT) e.

6) teknîka divê destûr ji bo kêmkirina germahîya bo simulate mercên hilberînê, şerabê germ.

7) dema Test gerek kêmtir an test RTFO RTFO / Pav be.

8) rêbazên divê low cost be.

9) A teknîka divê kevin, yên ji fîlmên mayî bi Emulsiyon destûrê.

film pîrbûna Oxidative (thickness film çend sed microns) nikarin bi cih hemû mercên li jor, lê belê, ji bo îmtîhanan de piştre li ser bisîkletan SHRP pêwîstî bi devera pir mezin ji surface testê de ye. Bi taybetî jî, pirsgirêk dibe testên bi bending rheometer girş, ji ber ku ji bo her daran test bigirin 15 graman bitumen, û ev divê test hin. test SHRP at medium û Germiya bilind bi ser bi rheometer shear dînamîk (DSR), ku divê çend gran bitumen lidarxistin.

Ev hatiye gotin ku keşif bi rheometer shear dînamîk (DSR) bi armeyên paralel 4-mm dihêle ku testkirina li Germiya heta -40 ° C, pêwîstî bi tenê 25 mg ji Melûvan, û dihêle ku li gor dîtina m-nirx û rigidity [6] ji bo kevane de rheometer (balansek) girş. Next dê a description bêtir bi kitkit ji vê teknolojîyê dayîn. kombînasyona wê ya bi awayê kevin, film - RTFOF rêbazeke alternatîf. Ji bilî vê, piştî testa bitumen bes ji bo testên SHRP at low, navîn û tîna bilind de ye.

Lêkolîn û pêşxistina testên nû li deh salên dawîn de, bi taybetî xwedî armancên jêr e:

a) test piştî çend gran bitumen ji bo testên bêtir li ser vê rheometer girş bending amade bike;

b) Ji bo çareserkirina pirsgirêkê yên bitumen diherikin ji mermerê spî de di dema test RTFO;

c) Ji bo çareserkirina pirsgirêkê ya bi kişandina a bitumen-polîmer de hate guherandin ji bo test RTFOT.

li ser kevin, yên dorê cylinder (RCAT) Test [7], a de hate guherandin mermerê German spinner (MGRFT) [4], li test bi: wergerandî dikarin bi rêbazên jêr xizmeta nigan bi darê zorê (Saft) [8].

part Alav Experimental

Rheometer bo prensîba shear dînamîk ji bo 4 mm ser lewheyên paralel

Niqaşê di derbarê module glycerol di nava dewletê de camîn (Gg) made Schröter [9] pêş rêbazeke ji bo correction error ya rheometer shear dînamîk, pêwengên xwe û tebeqek. Sui [1] serî li ligorî pîvana ji bitumen shear dînamîk li Germiya nizm (~ 5 ° C ... -40 ° C) li ser 4-mm ser lewheyên paralel bi valahiyek ji 1.7 mm (Di nivîsê de, bi vê rêbazê tê behskirin, wekî 4-mm rheometer shear dînamîk ).

Li frequency nizm (tîna bilind de) bitumen, nermtir, û correction error tool marjînal e. Li bilind frequency (low germahiya) diçemîne tê guhertin, û ji bo bidestxistina nirxê rastîn ya module ji bitumen girênede û degera Measuring ligorî rheometer qanûnî derbas dibe.

To test pêwîstî bi tenê 25 mg yên maddî (di pratîkê de - 150 mg ji bo berhemęn ji pattern prov), ji bo afirandina berhemeka testa bar li ser rheometer girş bending e ku çend fermana mezintîya kêmtir pêwîst.

Preconditioning testan pêwîst e. (60-70 ° C) Bookmark Di rheometer tê kirin li germahîya ya nisbî kêm hatiye lidarxistin.

Di vê xebatê de, vê lêkolînê de li milkên rheological ew ji bikaranîna 4-mm rheometer shear dînamîk hatiye lidarxistin. M-nirx û S reqbûna shear (t) bi rêya heyînî bi rheometer shear dînamîk 4-mm texmînkirin dîzaynkirin Sui [6]. Metoda Sui kûrayî curve base, û ji stresê Modulus relaxation shear G (t) ji bo 2 saetan li agirê wan 10 ° C jor rastîn germiya nizm ji bo pola dayîn pirsînê bi nirxên berê yên S (t) û m ji bo 60 seconds, bidestxistin ku di encama pîvana li ser rheometer bi xebatkarên bending. Method Sui guherand destê pîvandinê bi kûrayî û meyl û mezintîya G (t) ji bo 60 seconds Germahîya ji 10 ° C pola germahîya bilind ya SP. Rheology li Germiya navîn û kêm li ser lewheyên 8 mm li diameter û 25 mm pîva bû.

The zivirîna ji hevdu a Modulus G dînamîk elastic '(ω) li module û girjî li destê hevkêşeyên approximation darvekirin Navdêr Christensen [10]:

G (t) ~ G '(ω) | ω = 2 / πt

Measurements ji moduli shear dînamîk li dorê rheometers shear dînamîk û Ares Malvern Kinexus TA kirin. Reading duwê frequency ji mesafeya 15 ° C de li cur ji -30 bi + 45 ° C bi angular pêk hat range frequency ji 0.1 ji 100 rad / sec. Li Germiya kêm, çiqas bilind sînorê duwê ye ji bo 50 rad / sec dadikeve bû.

Application Technology 4mm rheometer shear dînamîk dikarin bên bikaranîn, "di warê" ji bo ev xebat microsamples di nirxandin û milkên performance ya materyalên ji bagerê de û analîzên ji bo danasîna milkên rheological ji bitumen û Melûvan, dîsa li Germiya navîn û kêm, ji bo danasîna rheology ji serkevtina Emulsiyon û materyalên ji bo dagirtina derzên herweha ji bo pêşvebirina metoda test ji film tenik - Mebesta vî babetî.

Erka Infrared

analysis IR out in "ji nifşekî" mode di hucreyê de ji 1.0 mm bi nimûneyên ji 50 mg ji bitumen di 1 ml ji disulfide karbon hatiye lidarxistin. Perkin Elmer Spectrum 100, Versyonekî 4 cm-1: 32 cycles lêgerîneke Derivatives kirin.

materyalên

Tablo 1 ji cureyên bitumen lêkolîn rave dike. Tahlîla ji tank di dema çêkirina rê hatin girtin. Sê ji çar binders site test li Rochester, amade Minnesota, United States (avakirin, di sala 2006 de). Asphalt "MV" (Manitoba) amade bi test polygon mix germ li Manitoba, Kanada, di sala 2010 de salekê hatibû avakirin.

Results û Discussion

Development ji teknîkên SAT, berhevdana wê bi RTFO û RTFO / Pav

Ev divê bê bibîranîn ku fikra e SAT nû ne. Aging fîlmên bitumen tenik ji bo simulate kurt û demdirêj pîrbûna oxidative, ku di wê operasyonê rastî, bi berfirehî ji bo 70 salên borî de lêkolîn pêk tê. Analysis ji çavkaniyên derbas Airey [11].

Pêşketina rêbaza SAT e ji bo betlaneyê û guncandina xebatên heyî yên kevin, fîlmên tenik, bi taybetî jî, xebatên Glover [8, 12] û Petersen [13]. The temam ji bo bikaranîna a rheometer shear dînamîk 4-mm ku rê dide me ku li ser vê teknîkê de wek alternatîf RTFOT.

Di pêşxistina pirsgirêkên SAT bû ku ne ya herî kêm thickness film û bi vî awayî bandora wê belavbûn kêm. Bi saya trial û error thickness of 300 nm hate hilbijartin, û rê bo ne fîlmekî tenik bêyî bikaranîna helyanka. Hecma ku test ji bo lêkolîn rheological û kîmyewî hatiye din faktora rêlêgirtina bû.

Îmtîhana demeke kurt, ji bo mix bisîkletan germ li 130 ° C ji bo 50 deqîqe di tendûrê de bi derbeyeke zorê: Protokolên test SAT bi di Xiflteya 2 dayîn. pêşîn Protokola, ji ber ku karê niha em bi tenê dest rêje ya kevin, li gor protokola û kalbûnê, ku di rastiyê de li ser rê li cihê ku mûxalîfên têkelê germ diqewimin çêkirin.

Hêjîrê. 2 amûrê bu dwîmahîk car ji bo kalbûnê te- û di dirêj-demê ji ber ku film tenik ji rêbaza SAT pêş dide. Tabela bi 3 heye, amadekarîyên ji bo kalbûnê ji 3 fîlmên cuda, her yek ji wan re pêwîst 1.00 g yên bitumen, ku dide thickness film ji approx. 300 nm.

* Amadekirinê ya fîlmên tenik ên test bitumen wek wiha dikirin. The box kar şid, tije bi nîtrojenê, a tenûrê, (li ser 120 ° C) de li standê hatine bicihkirin, û ji bo ku ev test plakaya SAT (bitumen) bidin. Dema ku ji bo 120 ° C germ belav bitumen ji bo li ser 2/3 yên li herêma surface of the plakaya. bitumen spatula ye li ser yên din plakaya surface belav bû, û piştre jî wê bihêle, di nav qutîkê de ji bo çend deqeyan pêk bitumen surface film alignment. Plakaya wê ji germkirinê de hate rakirin û destûr ji bo di odeya rawestin ji bo di odeya hênik da (23 ° C) tije bi nîtrojen.

The plakaya dawiya hole ji bo xistina thermocouple bi ku germiya di firna bi derbek bi zorê hate tomar kirin vekirine. The plakaya di bloka bafûn preheated dide ku germkirinê bi lez ên li panela test ya di tendûrê de tê danîn. Hêjîrê. 3A li ser dereca di firna (a welat thermocouple di plakaya) nîşan dide welat. Registration bo 50 deqîqe bû, di dereca firna - 150 ° C. Germahiya yên bi lez zêde dibe tabela ji ambient ku li ser 140 ° C û 50 deqîqe piştî 146 ° C û Amerîqayê.

Proje ji yên dema kurt-pîrbûn demeke dirêj di Hêjîrê li banî tê. 3B. Mezinahî ya plakaya bi bijartî, da ku plakaya dikarin bên nav tepsiyekê receptacle pîrbûna standard şid binere.

Tê dîtin ku sturiya film test ji 300 nm ji bo 40 saetan di tendûrê de bi derbeyeke bi darê zorê li 100 ° C û tansiyonê yên 0,74 atm bide results rêdikirin standard Pav (ASTM D6521) bo fîlmeke ji test qalind 3.2 mm de hate guherandin 20 atm di tray standard. Duration ji 40 saetan nêzîkî e, wek e cudahiya di zextên li bitumens pîr dibe [14] heye. Kevin, ji ber ku film 300 nm stûr di firaqê di bin zextê yên 20 atm ji bo 8 saet berhem bi tenê di qada kevin, di bin test standard bi tepsîyeke û bihevxistina wan film li gor taybetmendyên.

Ji bo destnîşankirina dema nêzîkî û agirê li ku pîr sexte, bi qasî bi yên ku li gor standardên û RTFO RTFO / Pav, Erka IR hat bikaranîn. Daneyên pêşdîtinê destpêkê ye piştre ev rêje bi xwendina analysis rheological. Ji bo nimûne, li Hêjîrê. 4A a muqayese dikin Spectra IR (SAT, RTFO, RTFO / Pav) bitumen "MV" li ser protokolan de di lîsteyê de li Table 2. Di Hêjîrê dide. 4B dide rêdikirin analîzên li rheological Daneyên - kompleks Modulus shear G * (ω). Ev kifş bibe ku li Spectra pir dişibin hev.

Eyna ji IP û rheology

Xiflteya 3 berawurd bitumen SP salî ji bo teknolojîyên RTFO, RTFO / Pav û SAT dide. Ev hatiye dîtin ku di demeke kurt û ji bo kalbûnê demeke dirêj encamên bi dest bi bikaranîna teknolojiya cuda li peymana qenc in.

Method SAT xwedî tesîreke mezin, girîng li ser SP bitumen tu (di nav de, dema ku li gor protokola ST SAT HMA LT FDO, ku dibe ji şert û mercên test ST SAT LT Pav û RTFO / Pav ji ber şêwazê bi cudahiya zexta ku cuda ceribandin. Encamên pir dişibin hev.)

Eyna li SP nizm (m-nirxê), navîn (G * / sinδ) û bilind (G * / sinδ) germiya ji bo rêbazên SAT, RTFO û RTFO / Pav rêzê li Hêjîrê li banî tê. 5, 6 û 7. Dema analîzên SP li germiya kêm nîşan dide tenê m-nirxê wek bitumens-m bin kontrola lêkolîn hatin kirin. Nirxên bi bi rastbûna yek operator destê ASTM (D2S%) bê dayîn. Ji bo nimûne, ji bo şaşitî û operatorê yek m-mezin li ASTM D6648-08 4.0% e.

The error ji bo yek operator nirxa ku ji bo Ceribandinên li ser yek operator yek in yek rheometer laboratorê de lîstin e. Sê ji çar cureyên bitumen hevdîtinê de asta zanîn ji rastbûna, tê wê wateyê ku daneya rheology de dest bi rêbazên SAT, û RTFO RTFO / Pav firotin.

Guhertina beşek di gorên komî

guhertina weight ji sedî ji prosedûra RTFO kevin, li gor metoda AASHTO T240 pîva bû. Guherîna weight li awayê kevin, kurt ji bo SAT ye, pîvan, i.e., komî guherîna bitumen wek beşek ji girseya original ziman. Yên ku wenda girseyî neyînî ye, ku zêdebûna - erênî. weight gelek caran di dema RTFOT test li dît, tevî ku bi zêdebûna jî mimkun e. [15]. Guherandinên Dema meriv li weight dema ku test ji rêbazên SAT û RTFO bi di Xiflteya 4 dayîn.

Du bisîkletan li Ferqa di rêjeya guhertina weight marjînal e. testên din kifş bibe ku li awayê SAT weight mezintir RTFO e, tevî ku tenê bi sivikî. Bêje ku SAT a xala kîloyan ji view îstatîstîkî ve jî cuda ye ji RTFO, pêwîstî bi tecrûbeyên din.

encamê de

Di encama lêpirsînê de ji danberhevê bitumen paqij nîşan da ku rêbaza SAT dide results boykot bi encamên muayeneyan li standard û RTFO RTFO / Pav ji nêzikbûna rheology, û bi qasî cidabûna dema ezmûnkirna bo decomposition ji carbonyl û sulfoxide firotin.

Kombînasyona ji rêbaza bi testên SAT, 4 mm rheometer shear dînamîk bi armeyên paralel ji bo destnîşankirina milkên rheological û Parametreyên specification (m-nirx û reqbûna qanûnî) li germiya nizm. Ji bo pêkanîna a kevin, kurt yên rêbaza SAT, pêwîstî bi tenê 50 minutes, 35 minutes, kêmtir be ji bo standard RTFOT.

ji vê jî zêdetir, ji bo kalbûnê di bin zextê, di firaxeke ji aliyê awayê SAT demeke dirêj pêwîst 8 saetan, ji bo 12 saetan li pêşiya standarda pêwîst ji bo Pav test. Niha, kar bi rêve ji bo sepanê rêbaza SAT bo-polîmer de hate guherandin bitumen di serkevtina Emulsiyon bitumen bidestxistî, herweha ji bo Modelê yên kevin, oxidative, ku li plant senaryoyeke mix germ pêk tê ye.

Her t'eşteke ji method test SAT destûrê ji bo bidestxistina 3 g yên bitumen salî. Ev ji bo danasîna milkên rheological û kîmyewî li kêm, navîn û bilind germahiya bes e. Heger tu bi hewceyî binder salî din jî dikare bê amadekirin û pêkanîn, bi ya kevin, di heman demê de çend lewheyên.

Babet: A riya nû ya kevin, ya bitumen di laboratorê de.

Apkalimov Denis, LLC "EPC" Rotor "