Екіншілік полимерлердің полимер-модификацияланған битум қасиеттеріне әсерін талдау
Қаралымдар: 282 / PDF жүктеулері: 126
DOI:
https://doi.org/10.32523/2616-6771-2025-150-1-66-81Кілт сөздер:
битум, екіншілік полипропилен, полимерлік қоспалар, полимер-битумды байланыстырғыш материалдар, модификацияАңдатпа
Бұл жұмыста битумның екіншілік полипропиленмен модификациясы химиялық өзара әрекеттесу, құрылымдық өзгерістер және битум-полимер жүйесінің өнімділік сипаттамаларын жақсарту тұрғысынан қарастырылады. Битум матрицасында полимердің еру және дисперсия процестері, сонымен қатар полипропиленнің молекулалық құрылымының алынған композиттің реологиялық, жылу және механикалық қасиеттеріне әсері қарастырылады.
Битумды-полимерлі композицияларды дайындаудың негізгі кезеңдері, оның ішінде термиялық тұрақтандыру, гомогенизация, компоненттердің оңтайлы қатынасын анықтау және оларды араластыру әдістері сипатталған. Модификацияланған битумның физика-химиялық сипаттамаларының өзгеруіне талдау жүргізілді: жұмсарту температурасы және иненің ену тереңдігі 25°С.
Зерттеу нәтижелері қайталама полипропиленді енгізу ыстыққа төзімділікті арттыруға, тұтқырлықты арттыруға және битумның адгезиялық қасиеттерін жақсартуға көмектесетінін көрсетті. Бұл оны асфальтбетонды жабындарды кеңейтуге, олардың беріктігін және климаттық факторларға төзімділігін арттыруға мүмкіндік береді.
Сонымен қатар, полимерлі қоспаның әртүрлі концентрациясы (2%-дан 6%-ға дейін) және олардың битум байланыстырғыштың құрылымдық өзгерістеріне әсері зерттелді. Алынған деректер полипропиленнің оңтайлы концентрациясы пластикалық деформацияны азайту және механикалық беріктіктің жоғарылауы, жақсартылған өнімділік қасиеттерін қамтамасыз ететінін көрсетеді.
Екіншілік полипропиленді пайдалану жол төсемдерінің сапасын жақсартуға ғана емес, сонымен қатар полимер қалдықтарын қайта өңдеу мәселесін шешуге, қоршаған ортаға түсетін салмақты азайтуға мүмкіндік береді. Бұл битумды полимерлі түрлендіру саласында әрі қарай зерттеулер жүргізуге және анағұрлым экологиялық таза және берік асфальтбетон материалдарын әзірлеуге перспективалар ашады.
Сонымен қатар, полипропиленнің битум матрицасымен әрекеттесу механизмдері, соның ішінде молекулалық салмақтың, полимердің кристалдылық дәрежесінің және термиялық тұрақтылығының әсері қарастырылады. Әртүрлі типтегі қайталама полимерлермен модификацияланған битум қасиеттеріне салыстырмалы талдау жүргізілді, бұл жол құрылысында пайдаланудың ең жақсы нұсқасын анықтауға мүмкіндік берді.
Downloads
Әдебиеттер тізімі
Al-Abdul Wahhab, H. I., Dalhat, M. A., & Habib, M. A. (2017). Storage stability and high-temperature performance of asphalt binder modified with recycled plastic. Road Materials and Pavement Design, 18(sup1), 1117–1134. https://doi.org/10.1080/14680629.2016.1207554
Behl, A., Sharma, G., & Kumar, G. (2014). A sustainable approach: Utilization of waste PVC in asphalting of roads. Construction and Building Materials, 54, 113–117. https://doi.org/10.1016/J.CONBUILDMAT.2013.12.050
Behnood, A., Modiri Gharehveran, M. (2019). Morphology, rheology, and physical properties of polymer-modified asphalt binders. European Polymer Journal, 112, 766–791. https://doi.org/10.1016/J.EURPOLYMJ.2018.10.049
Brasileiro, L., Moreno-Navarro, F., Tauste-Martínez, R., Matos, J., & Rubio-Gámez, M. del C. (2019). Reclaimed polymers as asphalt binder modifiers for more sustainable roads: A review. Sustainability, 11(3), 646. https://doi.org/10.3390/SU11030646
, Celauro, C., Saroufim, E., Mistretta, M. C., & La Mantia, F. P. (2020). Influence of short-term aging on mechanical properties and morphology of polymer-modified bitumen with recycled plastics from waste materials. Polymers, 12(9), 1985. https://doi.org/10.3390/POLYM12091985
Dalhat, M. A., & Al-Abdul Wahhab, H. I. (2017). Performance of recycled plastic waste modified asphalt binder in Saudi Arabia. International Journal of Pavement Engineering, 18(4), 349–357. https://doi.org/10.1080/10298436.2015.1088150
Dalhat, M. A., & Al-Adham, K. (2023). Review on laboratory preparation processes of polymer-modified asphalt binder. Journal of Traffic and Transportation Engineering (English Edition), 10(2), 159–184. https://doi.org/10.1016/J.JTTE.2023.01.002
García-Morales, M., Partal, P., Navarro, F. J., Martínez-Boza, F., Gallegos, C., González, N., González, O., & Muñoz, M. E. (2004). Viscous properties and microstructure of recycled EVA-modified bitumen. Fuel, 83(1), 31–38. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(03)00217-5
García-Travé, G., Tauste, R., Moreno-Navarro, F., Sol-Sánchez, M., & Rubio-Gámez, M. C. (2016). Use of reclaimed geomembranes for modification of mechanical performance of bituminous binders. Journal of Materials in Civil Engineering, 28(7), 04016021. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001507
Geyer, R., Jambeck, J. R., & Law, K. L. (2017). Production, use, and fate of all plastics ever made. Science Advances, 3(7), e1700782. https://doi.org/10.1126/sciadv.1700782/suppl_file/1700782_sm.pdf
Hossain, N., Zaini, J., Mahlia, T. M. I., & Azad, A. K. (2019). Elemental, morphological and thermal analysis of mixed microalgae species from drain water. Renewable Energy, 131, 617–624. https://doi.org/10.1016/J.RENENE.2018.07.082
Ishag Obi, N., Najib Razali, M., & Hamid Nour, A. (2022). The potentials of emulsified modified bitumen (EMB) for coating and insulation: An overview. Materials Today: Proceedings, 57, 1288–1295. https://doi.org/10.1016/J.MATPR.2021.11.598
Joohari, I. B., & Giustozzi, F. (2020). Chemical and high-temperature rheological properties of recycled plastics-polymer modified hybrid bitumen. Journal of Cleaner Production, 276, 123064. https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2020.123064
Karmakar, S., & Roy, T. K. (2020). Influence of plastic waste on chemical and mechanical properties of modified bitumen used in the bituminous mix for flexible pavement. Journal of Materials in Civil Engineering, 33(1), 04020440. https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0003545
Khan, I. M., Kabir, S., Alhussain, M. A., & Almansoor, F. F. (2016). Asphalt design using recycled plastic and crumb-rubber waste for sustainable pavement construction. Procedia Engineering, 145, 1557–1564. https://doi.org/10.1016/J.PROENG.2016.04.196
Lee, S., Park, Y. K., & Lee, J. (2023). Upcycling of plastic and tire waste toward use as modifier for asphalt binder. Energy & Environment, 35(4), 510–524. https://doi.org/10.1177/0958305X231173999
Maharaj, R., Maharaj, C., & Hosein, A. (2018). Performance of waste polymer modified road paving materials. Journal of Elastomers & Plastics, 34(1), 19–33. https://doi.org/10.1177/147776061803400102
Mazurek, G., Šrámek, J., & Buczyński, P. (2022). Composition optimisation of selected waste polymer-modified bitumen. Materials, 15(24), 8714. https://doi.org/10.3390/MA15248714
Nizamuddin, S., Boom, Y. J., & Giustozzi, F. (2021). Sustainable polymers from recycled waste plastics and their virgin counterparts as bitumen modifiers: A comprehensive review. Polymers, 13(19), 3242. https://doi.org/10.3390/POLYM13193242
Plastics-the facts 2016: An analysis of European plastics production, demand and waste data. (n.d.).
Sarang, G., Lekha, B. M., Krishna, G., & Ravi Shankar, A. U. (2016). Comparison of stone matrix asphalt mixtures with polymer-modified bitumen and shredded waste plastics. Road Materials and Pavement Design, 17(4), 933–945. https://doi.org/10.1080/14680629.2015.1124799
Syrmanova, K. K., Botashev, E. T., Tleuov, D. B., Suleimenova, M. T., Eshankulov, A. A., & Kaldybekova, Z. B. (2017). Research of oil road bitumen modification with low density polyethylene. Oriental Journal of Chemistry, 33(1), 470–477. https://doi.org/10.13005/OJC/330155
Tahmoorian, F., Samali, B., & Yeaman, J. (2018). Evaluation of structural and thermal properties of rubber and HDPE for utilization as binder modifier. In Modified Asphalt. https://doi.org/10.5772/INTECHOPEN.75535
Wang, J., Yuan, J., Xiao, F., Li, Z., Wang, J., & Xu, Z. (2018). Performance investigation and sustainability evaluation of multiple-polymer asphalt mixtures in airfield pavement. Journal of Cleaner Production, 189, 67–77. https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2018.03.208
Yang, Q., Lin, J., Wang, X., Wang, D., Xie, N., & Shi, X. (2024). A review of polymer-modified asphalt binder: Modification mechanisms and mechanical properties. Cleaner Materials, 12, 100255. https://doi.org/10.1016/J.CLEMA.2024.100255
Жүктеулер
Жарияланды
Журналдың саны
Бөлім
Лицензия
Авторлық құқық (c) 2025 A. Syzdyk, G. Seitenova, E. Zhakmanova, L. Tolymbekova (Author)
Бұл жұмыс Creative Commons Attribution-Коммерциялық емес 4.0 халықаралық лицензиясы.
