Sinergijski učinak nano-organskog paligorskita na svojstva zvjezdastog SBS-modificiranog asfalta 2. dio

3.3. Stabilnost na vodu SBS-modificiranog asfalta sastavljenog od A-Pal smjese

Kontaktni kut čiste vode, formamida i etilen glikola između asfalta fluktuira u različitim stupnjevima (tablica 5). Površinska slobodna energija i njezine komponente u složenom uzorku modificiranog asfalta izračunate su OWRK metodom (tablica 6). U usporedbi s rezultatima SBS-modificiranog asfalta, površinska slobodna energija SBS-modificiranog asfalta sastavljenog od A-Pal zajedno s polarnom komponentom se povećala. Disperzijska komponenta prvo raste, a zatim opada. Adhezija asfalta modificiranog SBS-om sastavljenog od A-Pal smjese doseže maksimum s količinom A-Pal od 1 težinski postotak, što je bilo 15,6 posto više nego kod asfalta samo modificiranog sa SBS-om. A-Pal ima vlaknastu strukturu, koja se može nepravilno rasporediti u modificiranom asfaltu, spriječiti pojavu pukotina asfalta i povećati stabilnost vode. Kako se sadržaj A-Pal povećava, vlaknasti nanomaterijal će izgledati kao nejednake aglomeracije s nižom disperzijom [34].

Glikozid cistanhe također može povećati aktivnost SOD-a u tkivima srca i jetre, te značajno smanjiti sadržaj lipofuscina i MDA u svakom tkivu, učinkovito čisteći različite reaktivne kisikove radikale (OH-, H₂O₂, itd.) i štiteći od oštećenja DNA uzrokovanog pomoću OH-radikala. Cistanche feniletanoidni glikozidi imaju jaku sposobnost hvatanja slobodnih radikala, veću reducirajuću sposobnost od vitamina C, poboljšavaju aktivnost SOD u suspenziji spermija, smanjuju sadržaj MDA i imaju određeni zaštitni učinak na funkciju membrane spermija. Cistanche polisaharidi mogu pojačati aktivnost SOD i GSH-Px u eritrocitima i plućnom tkivu eksperimentalno starih miševa uzrokovanu D-galaktozom, kao i smanjiti sadržaj MDA i kolagena u plućima i plazmi, te povećati sadržaj elastina, imaju dobar učinak čišćenja na DPPH, produžiti vrijeme hipoksije u starim miševima, poboljšati aktivnost SOD u serumu i odgoditi fiziološku degeneraciju pluća u eksperimentalno starim miševima Uz stančnu morfološke degeneraciju, pokusi su pokazali da Cistanche ima dobru antioksidacijsku sposobnost i ima potencijal da bude lijek za prevenciju i liječenje bolesti starenja kože. U isto vrijeme, ehinakozid u Cistancheu ima značajnu sposobnost hvatanja slobodnih radikala DPPH i ima sposobnost hvatanja reaktivnih vrsta kisika i sprječavanja degradacije kolagena izazvane slobodnim radikalima, a također ima dobar učinak popravka na oštećenje aniona slobodnih radikala timina.

Kliknite na Cistanche Amazon

【Za više informacija:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Adhezija asfalta s mineralima može se izraziti radom adhezije, koji također može odražavati otpornost na oštećenje vodom. Adhezijski rad izračunat je s kontaktnim kutom i površinskom slobodnom energijom pomoću jednadžbe (3), prikazane na slici 3. Kada je SBS-modificirani asfalt pomiješan s 1 težinskim postotkom A-Pala, rad adhezije modificiranog asfalta i poboljšana su testirana tri mineralna materijala. Među ova tri minerala, alkalni vapnenac ima najbolju prionjivost na asfalt modificiran spojem, ali dodatak A-Pala daje najveće poboljšanje prianjanja s granitom od kiselog agregata. Dodatak A-Pala pojačava interakciju između asfalta i agregata i poboljšava učinak prianjanja, što je slično drugim studijama [10]. S daljnjim povećanjem količine A-Pala, prionjivost SBS-modificiranog asfalta sastavljenog od A-Pal i tri mineralna materijala pokazala je različite stupnjeve pada. Dodavanje A-Pala uglavnom utječe na disperzijsku komponentu u slobodnoj energiji SBS-modificiranog asfalta, a učinak polarne komponente nije bio očit [35]. Zbog toga je utjecaj modificiranog asfalta na vapnenac jake polarnosti slab. S povećanjem količine A-Pala, fenomen neravnomjerne aglomeracije utječe na prianjanje na modificirani asfalt. S povećanjem sadržaja, rad adhezije se nastavlja smanjivati, a performanse adhezije opadaju.

Rad ljuštenja (Wasw) označava brzinu kojom se asfalt spontano odvaja od površine minerala. Wasw je bio suprotnost Gibbsovoj promjeni slobodne energije. Što je Wasw veći, to se asfalt brže odvaja od površine mineralnog materijala i brže dolazi do oštećenja vodom. Wasw je izračunat jednadžbom (5), a rezultati su prikazani na slici 4. Alkalni agregatni vapnenac ima bolju sposobnost protiv ljuštenja i veću otpornost na oštećenje vodom unutar raspona ispitivanja. U mnogim je istraživanjima spomenuto da alkalni agregat ima dobar učinak vezivanja s asfaltom i očigledan učinak protiv pucanja [18,20,27]. Za različite količine A-Pala, učinak A-Pal smjese SBS-modificiranog asfalta i mineralnih materijala na rad eksfolijacije nije bio očit. Piling je bio isti sa svakom dozom.

3.4. Otpornost na starenje A-Pal smjese SBS-modificiranog asfalta

3.4.1. Kratkoročna analiza starenja

Uzorci asfalta nakon TFOT-a analizirani su pomoću MLR i ∆S i prikazani su na slici 5. MLR modificiranog asfalta sa sadržajem A-Pal od 5 težinskih postotaka bio je 0.202 posto , što je bilo 55,9 posto niže nego kod SBS-modificiranog asfalta. Adsorpcija i zaštita A-Pala na lakim komponentama asfalta smanjila je toplinsku isparljivost osnovnog asfalta i imala očigledan učinak na poboljšanje kratkotrajnog starenja, koje ima sličan mehanizam protiv starenja kao minerali gline u asfaltu [32,35]. ]. S povećanjem sadržaja A-Pala, čini se da ∆S prvo opada, a zatim raste. ∆S sa sadržajem A-Pala od 1 mas. posto pokazao je minimalnu vrijednost od -0,3 ◦C, što može biti posljedica dodatka A-Pala koji rezultira razgradnjom SBS-a tijekom kratkotrajnog procesa starenja.

Za ocjenu deformacije asfalta korišteni su reološki indeks RAI i ZSVAI (Slika 6. i Tablica 7.). Zbog specifičnosti A-Pal-smjese SBS-modificiranog asfalta, polimer se razgradio i viskoznost se smanjila tijekom starenja. U međuvremenu, koloidna struktura samog asfalta također je lako pogođena starenjem, u rasponu od sola do gela, a promijenit će se i reološka svojstva asfalta [36]. Dva pokazatelja pokazala su isti trend kao i porast sadržaja A-Pala, a uzorak s 1 težinskim postotkom A-Pala pokazuje bolje svojstvo protiv starenja.

3.4.2. Analiza dugotrajnog starenja

Dugoročno starenje u PAV-u na 100 ◦C kako je odredio AASHTO R28-09 provedeno je kako bi se razumjela toplinska razgradnja SBS-a na visokim temperaturama [30]. Rezultati izračuna RAI i ZSVAI prikazani su na slici 7, odnosno u tablici 8, a oba su pokazatelja pokazala isti trend, ali suprotno od rezultata kratkoročnog starenja. Nakon dugotrajnog starenja, RAI vrijednosti modificiranog asfalta s 3 posto masenog udjela i 5 postotka masenog udjela A-Pala spojenog na istim temperaturama bile su značajno niže od vrijednosti SBS-modificiranog asfalta, a prikazan je i asfalt s 5 posto masenog udjela A-Pala najniži RAI, što ukazuje na najbolje svojstvo protiv starenja. Površina SBS-a u modificiranom asfaltu presvučena je mineralnim modifikatorom A-Pal kao barijerom, koja ne samo da može smanjiti toplinsko starenje asfaltne matrice, već također može smanjiti razgradnju SBS-a starenjem. U prethodnim studijama, kada su mineralni modifikatori primijenjeni na asfalt, specifična geometrijska ograničenja odgodila su starenje asfalta, što ukazuje da je A-Pal bio koristan za asfalt kao modifikator [19].

3.4.3. Analiza učinka protiv umora

Rezultati ispitivanja zamora asfalta modificiranog SBS-om sastavljenog od A-Pal smjese prikazani su u tablici 9. Uzorci asfalta s nižim faktorom zamora kritične temperature imaju bolju otpornost na zamor. A-Pal može u određenoj mjeri utjecati na faktor umora. SBS-modificirani asfalt sastavljen od 3 posto APal ima niži faktor zamora i bolju otpornost na zamor. Dodavanje A-Pala moglo bi spriječiti rast nukleacije SBS-a i pospješiti ujednačenost sustava asfaltne mješavine, što bi rezultiralo povećanom otpornošću na zamor [35].

3.5. Niskotemperaturna stabilnost A-Pal smjese SBS-modificiranog asfalta

Nakon starenja TFOT plus PAV, asfalt modificiran SBS-om sastavljen od A-Pal korišten je za ispitivanje otpornosti na pukotine pri niskim temperaturama. BBR test je proveden na 0, -6, -12, -18 i -24 ◦C za svaku količinu asfalta modificiranog SBS-om sastavljenog od A-Pal s vrijednošću brzine puzanja M prikazanom na slici 8. Što je viša vrijednost brzine puzanja M u asfaltnom materijalu, to je manje vlačno naprezanje u materijalu i bolja je otpornost na pukotine pri niskim temperaturama u SHRP. Asfalt modificiran s A-Pal smjesom SBS ima višu M vrijednost od asfalta modificiranog SBS-om na ispitnim temperaturama od 0, −6, −12 i −18 ◦C, što ukazuje na bolju fleksibilnost i otpornost na pukotine . Kada je vrijednost M bila veća od 0.3, vrijednost M brzine puzanja se povećavala kako se povećavao sadržaj A-Pal. Asfaltni materijal je krhak i tvrd, a otpornost na pukotine će se pogoršati kada je krutost materijala od puzanja na savijanje prevelika (manje od 300 MPa pri 60 s, slika 8b) [37]. Zbog vlaknastog jednodimenzionalnog nano-minerala, A-Pal pruža određeni učinak ojačanja u asfaltu, modificirani asfalt postaje viskozniji, a krutost puzanja A-Pal-složenog SBS-modificiranog asfalta bila je veća u određenom rasponu. Krutost puzanja svake količine asfalta modificiranog SBS-om sastavljenog od A-Pal smjese nije se promijenila, u osnovi je ostala na istoj razini unutar ispitne temperature od 0, −6 i −12 ◦C, i još uvijek ispunjava specificirane zahtjeve krutosti. Dodavanje A-Pal-a omogućilo je određeno poboljšanje performansi na niskim temperaturama zvjezdastog SBS-modificiranog asfalta.

4. Zaključci

Ovaj rad uglavnom proučava svojstva i mehanizam zvjezdastog SBS-modificiranog asfalta složenog nanoorganskim paligorskitom. Performanse asfaltne matrice uglavnom su poboljšane SBS-om i, sekundarno, dodatkom A-Pala. A-Pal pomaže povećati stupanj bubrenja SBS polimera i poboljšati ujednačenost polimera u asfaltu, a kompatibilnost SBS polimera s asfaltom poboljšana je u određenoj mjeri. Kritična temperatura faktora stvaranja kolotraga 5 postotnog masenog udjela A-Pal-smjese SBS-modificiranog asfalta je 20,8 posto viša od one kod SBS-modificiranog asfalta, što ima pozitivan učinak na poboljšanje njegove stabilnosti pri visokim temperaturama i svojstva protiv kolotraga . Dodavanje odgovarajuće količine A-Pala SBS-modificiranom asfaltu može povećati prionjivost modificiranog asfalta na agregate i stabilnost asfaltne mješavine na vodu. Osim toga, A-Pal može smanjiti i toplinsko starenje asfaltne matrice i razgradnju starenjem SBS-a u obliku zvijezde, a njegova otpornost na starenje raste s povećanjem sadržaja. Sveobuhvatna izvedba asfalta modificiranog SBS-om sastavljenog od 1 posto A-Pala ima izvrsnu postojanost na vodu i kratkotrajno starenje te ima neznatno poboljšanje stabilnosti na visokim temperaturama i performansi na niskim temperaturama.

Doprinosi autora:Konceptualizacija, JJ, SL i YG; metodologija, SL i YG; softver, GQ; validacija, JJ i GQ; formalna analiza, YG, SL i YW; istraga, YG i QG; sredstva, JJ; upravljanje podacima, HC i HL; pisanje—priprema izvornog nacrta, SL i YW; pisanje—pregled i uređivanje, YG, JJ i XL; vizualizacija, GQ; nadzor, JJ; projektna administracija, JJ; financiranje nabave RL i JJ Svi su autori pročitali i složili se s objavljenom verzijom rukopisa.

Financiranje: Ovaj rad je podržan od strane Nacionalne zaklade za prirodne znanosti Kine (51704040, 5200041650), Huxiang Young Talents Program (2020RC3039), Program obuke za izvrsne mlade inovatore Changsha (kq2009014), Science and Technology Youth Talent Support Project of China Association, Kineska zaklada za prirodne znanosti provincije Hunan (2020JJ5736), Fond za znanstveno istraživanje Odjela za obrazovanje provincije Hunan (19A022), Otvoreni projekt državnog ključnog laboratorija za ekološki prihvatljive energetske materijale (19kfhg12) i ključni program istraživanja i razvoja provincije Hunan (2019SK2171) .

Izjava o dostupnosti podataka:Neobrađeni podaci mogu se izdvojiti iz priloženih grafikona u SI ili su dostupni od autora na zahtjev.

Sukob interesa:Autori izjavljuju da nema sukoba interesa.

Reference

1. Shaffie, E.; Ahmad, J.; Arshad, AK; Jaya, RP; Rais, NM; Shafii, MA Odnos između reoloških svojstava nano polimerom modificiranog asfaltnog veziva i trajne deformacije asfaltne mješavine. Int. J. Integr. inž. 2019, 11, 244–253. [CrossRef]

2. Jin, J.; Chen, B.; Liu, L.; Liu, R.; Qian, G.; Wei, H.; Zheng, J. Studija o modificiranom bitumenu s metalom dopiranim nano-TiO2 stubastim montmorilonitom. Materijali 2019, 12, 1910. [CrossRef]

3. Jiang, S.; Li, J.; Zhang, Z.; Wu, H.; Liu, G. Čimbenici koji utječu na performanse cementno emulgirane asfaltne žbuke—Pregled. konstr. Izgraditi. Mater. 2021, 279. [CrossRef]

4. Jin, J.; Liu, S.; Gao, Y.; Liu, R.; Huang, W.; Wang, L.; Xiao, T.; Lin, F.; Xu, L.; Zheng, J. Izrada rashladnog asfaltnog kolnika novim materijalom i njegovim termodinamičkim modelom. konstr. Izgraditi. Mater. 2021, 272, 121930. [CrossRef]

5. Yang, X.; Shen, A.; Guo, Y.; Wu, H.; Wang, H. Pregled nanoslojevitih silikatnih tehnologija primijenjenih na asfaltne materijale. cesta. Mater. Pločnik. 2020., 1–26. [CrossRef]

6. Uredništvo časopisa China Journal of Highway and Transport. Pregled kineskog istraživanja inženjeringa kolnika 2020. Kina J. Highw. Transp. 2020, 33, 1–66.

7. Hui, W.; Jue, L.; Feiyue, W.; Jianlong, Z.; Yiyang, T.; Yuhao, Z. Numeričko istraživanje razvoja loma asfaltne mješavine u usporedbi s akustičnom emisijom. Int. J. Pavement Eng. 2021. [CrossRef]

8. Jin, J.; Tan, Y.; Liu, R.; Zheng, J.; Zhang, J. Sinergijski učinak atapulgita, gume i dijatomita na organski asfalt modificiran montmorilonitom. J. Mater. Civ. inž. 2019, 31, 04018388. [CrossRef]

9. Guo, M.; Tan, Y. Interakcija između asfalta i mineralnih punila i njezina korelacija s viskoelastičnošću kitova. Int. J. Pavement Eng. 2019, 22, 1–10. [CrossRef]

10. Zhang, J.; Wang, J.; Wu, Y.; Wang, Y.; Wang, Y. Priprema i svojstva organskog paligorskita SBR/organskog paligorskita spoja i asfalta modificiranog spojem. konstr. Izgraditi. Mater. 2008, 22, 1820–1830. [CrossRef]

11. Frost, RL; Ding, Z. Termička analiza kontrolirane brzine i diferencijalna skenirajuća kalorimetrija sepiolita i paligorskita. Thermochim. Acta 2003, 397, 119–128. [CrossRef]

12. Gueye, RS; Davy, CA; Cazaux, F.; Ndiaye, A.; Diop, MB; Skoczylas, F.; Wele, A. Mineraloška i fizikalno-kemijska karakterizacija izvedbe paligorskita za farmaceutsku primjenu. J. Afr. Zemlja. Sci. 2017., 135, 186–203. [CrossRef]

13. Zhang, P.; Tian, ​​N.; Zhang, J.; Wang, A. Učinci modifikacije paligorskita na superamfifobnost i mikrostrukturu paligorskita@ fluoriranih polisiloksanskih superamfifobnih premaza. Appl. Clay Sci. 2018, 160, 144–152. [CrossRef]

14. Qian, Y.; Geert, DS Poboljšanje tiksotropije svježih cementnih pasta s nano glinom u prisutnosti superplastifikatora polikarboksilatnog etera (PCE). Cem. Konkr. Res. 2018, 111, 15–22. [CrossRef]

15. Sunce, Y.; Zhang, Y.; Xu, K.; Xu, W.; Yu, D.; Zhu, L.; Xie, H.; Cheng, R. Toplinska, mehanička svojstva i performanse pri niskim temperaturama vlaknastih nano gline ojačanih epoksidnih asfaltnih kompozita i njihovih betona. J. Appl. Polym. Sci. 2015, 132. [CrossRef]

16. Zhang, H.; Zhang, L.; Li, Q.; Huang, C.; Guo, H.; Xiong, L.; Chen, X. Priprema i karakterizacija kompozitnog materijala s faznom promjenom metil palmitat/paligorskit za skladištenje toplinske energije u zgradama. konstr. Izgraditi. Mater. 2019, 226, 212–219. [CrossRef]

17. Yang, D.; Peng, F.; Zhang, H.; Guo, H.; Xiong, L.; Wang, C.; Shi, S.; Chen, X. Priprema paligorskit parafinskog nanokompozita pogodnog za skladištenje toplinske energije. Appl. Clay Sci. 2016, 126, 190–196. [CrossRef]

18. Zhang, J.; Wang, J.; Wu, Y.; Sun, W.; Wang, Y. Istraživanje termo-reoloških svojstava i stabilnosti SBR modificiranih asfalta koji sadrže paligorskit glinu. J. Appl. Polym. Sci. 2009, 113, 2524–2535. [CrossRef]

19. Jin, J.; Gao, Y.; Wu, Y.; Liu, S.; Liu, R.; Wei, H.; Qian, G.; Zheng, J. Reološka i adhezijska svojstva nano-organskog paligorskita i linearnog SBS-a na kompozitno modificiranom asfaltu. Powder Technol. 2021., 377, 212–221. [CrossRef]

20. Tu, Z.; Jing, G.; Sunce, Z.; Zhen, Z.; Li, W. Učinak nanokompozita atapulgita/EVA na ponašanje tečenja i kristalizaciju voska modelnog ulja. J. Dispersion Sci. Technol. 2018, 39, 1280–1284. [CrossRef]

21. Jin, J.; Gao, Y.; Wu, Y.; Li, R.; Liu, R.; Wei, H.; Qian, G.; Zheng, J. Procjena učinka površinskog organskog cijepljenja na paligorskit nanovlakna za modifikaciju asfalta. konstr. Izgraditi. Mater. 2021, 268, 121072. [CrossRef]

22. Shan, L.; Xie, R.; Wagner, NJ; On, H.; Liu, Y. Mikrostruktura čistog i SBS modificiranog asfaltnog veziva raspršivanjem neutrona pod malim kutom. Gorivo 2019, 253, 1589–1596. [CrossRef]

23. AASHTO T315-05. Standardna metoda ispitivanja za određivanje reoloških svojstava asfaltnog veziva upotrebom dinamičkog reometra smicanja; Američka udruga službenika državnih cesta i prometa: Washington, DC, SAD, 2005.

25. Elnasri, M.; Airey, G.; Thom, N. Razvijanje testa oporavka od puzanja višestrukog naprezanja i deformacije (MS-SCR). Mech. Ovisno o vremenu. Mater. 2019, 23, 97–117. [CrossRef]

25. Sybilski, D. Viskoznost bitumenskog veziva pri nultom smicanju i njezina povezanost s otpornošću bitumenske mješavine na kolotraženje. Transp. Res. Rec. 1996, 1535, 15–21. [CrossRef]

26. Tanzadeh, J.; Otadi, A. Ispitivanje i procjena učinka dodavanja vlakana i nanomaterijala na poboljšanje radnih svojstava asfalta s tankom površinom. J. Test. Eval. 2018, 47, 654–677. [CrossRef]

27. Alvarez, AE; Ovalles, E.; Martin, AE Usporedba sustava asfaltni gumeni agregat i polimerom modificirani asfaltni agregatni sustavi u smislu slobodne površinske energije i energetskih indeksa. konstr. Izgraditi. Mater. 2012, 35, 385–392. [CrossRef]

29. Kakar, MR; Hamzah, MO; Akhtar, MN; Woodward, D. Procjena površinske slobodne energije i osjetljivosti na vlagu asfaltnih veziva modificiranih kemijskim aditivom na bazi surfaktanta. J. Čistač Prod. 2016, 112, 2342–2353. [CrossRef]

29. Alvarez, AE; Espinosa, LV; Perea, AM; Reyes, OJ; Paba, IJ Kvaliteta prianjanja čip brtvi: Usporedba i korelacija testa skidanja ploče, testa kipuće vode i energetskih parametara iz površinske slobodne energije. J. Mater. Civ. inž. 2019, 31, 04018401. [CrossRef]

30. AASHTO R28-09. Standardna praksa za ubrzano starenje asfaltnog veziva korištenjem posude za starenje pod tlakom; Američka udruga službenika državnih cesta i prometa: Washington, DC, SAD, 2009.

31. AASHTO T313-12. Određivanje krutosti asfaltnog veziva pri puzanju pri savijanju pomoću reometra sa savijanjem (BBR); Američka udruga službenika državnih cesta i prometa: Washington, DC, SAD, 2012.

32. Jin, J.; Tan, Y.; Liu, R.; Lin, F.; Wu, Y.; Qian, G.; Wei, H.; Zheng, J. Karakteristike strukture organskog bentonita i učinci na reološka svojstva i svojstva starenja asfalta. Powder Technol. 2018, 329, 107–114. [CrossRef]

33. Voorhees, PW Teorija Ostwaldovog sazrijevanja. J. Stat. Phys. 1985, 38, 231–252. [CrossRef]

34. Wang, H.; Yang, Z.; Zhan, S.; Ding, L.; Jin, K. Zamor i model asfaltne smjese ojačane poliakrilonitrilnim vlaknima. Appl. Sci. 2018, 8, 1818. [CrossRef]

35. Behnood, A.; Modiri Gharehveran, M. Morfologija, reologija i fizikalna svojstva polimerom modificiranih asfaltnih veziva. Eur. Polym. J. 2019, 112, 766–791. [CrossRef]

36. Zhang, H.; Chen, Z.; Xu, G.; Shi, C. Procjena starenja veziva za asfalt kroz različite reološke indekse. Gorivo 2018, 221, 78–88. [CrossRef]

38. Pszczola, M.; Jaczewski, M.; Rys, D.; Jaškula, P.; Szydlowski, C. Procjena performansi asfaltne mješavine pri niskim temperaturama u ispitivanju puzanja grede na savijanje. Materijali 2018, 11, 100. [CrossRef] [PubMed]

【Za više informacija:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】