Reciclarea polipropilenei fine în asfalt modificat cu amestec cald

Caracterizarea structurală a probelor de amestec asfaltic

Figura 1 prezintă imaginile SEM de deasupra standardului, eșantionului 1 și eșantionului 2 de asfalt mixt la cald de tip BA8. După cum se poate observa, aranjamentul compact între componente atunci când se adaugă polipropilenă (PP) (proba 1 și proba 2).

În proba standard se poate observa o porozitate mai mare în comparație cu probele cu PP. Morfologia probei 1 și eșantionului 2 arată că zdrobirea pietrei silicioase zdrobite, nisipul zdrobit și granulele reziduale din procesul de sablare și cernere a umpluturii de calcar sunt bine încorporate într-o matrice polimerică.

Matricea de încorporare și punțile dintre componente prezintă mai puțini pori și mai puțină rugozitate.

Imaginile SEM de deasupra standardului, eșantionul 1 și eșantionul 2 de mix asfaltic la cald de tip BA8 după ciclul de îngheț-dezgheț sunt prezentate în Fig. 2. Se poate observa că în cazul probei 2 (cu un procent mai mare de polipropilenă) Includerea matricei polimerice nu se schimbă după ciclul de îngheț-dezgheț, Putem spune că rezistența curentă este mai mare la deteriorarea apei atunci când schimbările climatice bruște.

Imagini SEM ale amestecului de asfalt fierbinte standard, proba 1 (0,1% PP) și proba 2 (0,3% PP) după ciclul de îngheț-dezgheț.

Compoziția elementară a C, O, N, Ca și S este prezentată în Fig. 3. Concentrația mare de carbon din proba 2 indică prezența polipropilenei.

Hartă elementară EDX pentru asfalt mixt la cald standard, proba 1 (0,1% PP) și proba 2 (0,3% PP).

Caracterizarea fizică și mecanică a probelor de amestec asfaltic

stabilitate

Stabilitatea lui Marshall măsoară sarcina maximă pe care amestecul o poate suporta la 60°C și se corelează bine cu măsurătorile de răzuire a mixturii asfaltice în funcțiune.

Conform STAS 174–197, pentru mixturile asfaltice de tip BA8, se recomandă ca stabilitatea Marshall să fie de minim 6,0 kN. Toate rezultatele testelor de mixtură caldă de asfalt îndeplinesc cerințele de performanță ale României (Fig. 4). Acesta arată că rezistența la rupere crește mai întâi și apoi scade odată cu creșterea conținutului de polipropilenă. Pe măsură ce conținutul de polipropilenă a crescut la 0,6% (proba 3), anizotropia gradientului și proprietățile mecanice ale PP au redus rezistența amestecului.

Stabilitate la 60°C pentru asfalt mixt la cald Standard, Proba 1 (0,1% PP), Proba 2 (0,3% PP) și Proba 3 (0,6% PP).

Figura indică faptul că pe măsură ce conținutul de PP crește, stabilitatea crește, iar la un conținut mai mare la 0,6% PP stabilitatea Marshall scade. Acest lucru este atribuit greutății specifice a PP, care este mai mică decât greutatea standard a asfaltului. Aceasta servește la penetrarea particulelor și la îmbunătățirea interblocării agregatelor, ceea ce crește stabilitatea. În cazul probei 3 (0,6% PP) stabilitatea scade și ar putea fi legată de scăderea reticulare furnizată de liantul de microasfalt PP și particulele acumulate. Ca urmare, amestecul format din 0,3% PP (proba 2) prezintă cea mai bună valoare de stabilitate rezultând o rezistență mai mare la deformare a amestecului.

Rata mareelor

Debitul poate varia de la 1,5 la 4,5 mm, conform STAS 174–197. În Figura 5, este prezentat debitul probelor standard și modificate de amestec cald de asfalt. Figura 5 arată că pe măsură ce conținutul de PP crește, debitul crește. Acest lucru a fost legat de reticulare redusă furnizată de microplasticele pe bază de polipropilenă în legarea particulelor de asfalt și agregate.

Debit pentru asfalt mixt la cald standard, proba 1 (0,1% PP), proba 2 (0,3% PP) și proba 3 (0,6% PP).

Valorile debitului cresc cu creșterea conținutului de PP indicând deformații mai mari la aceeași presiune. Acest lucru arată că, pe măsură ce conținutul de microplastice pe bază de polipropilenă crește, rezistența la deformare este redusă, mai ales când conținutul de PP ajunge la 0,6%.

Valorile debitului probelor de amestec asfaltic sunt mai mari decât cele ale mixturii asfaltice standard, indicând deformații mai mari la aceeași presiune. Astfel, rezistența la deformare a mixturii asfaltice este redusă.

Raportul solide și lichide

Valoarea minimă necesară pentru raportarea solidelor și lichidelor este de 1,3 kN/mm. Figura 6 prezintă raportul lichid-solid al probelor standard și modificate de amestec cald de asfalt.

Raportul solide și lichide pentru standardul, Proba 1 (0,1% PP), Proba 2 (0,3% PP) și Proba 3 (0,6% PP) asfalt amestecat la cald.

Toate probele de amestec asfaltic îndeplinesc cerințele de performanță ale României. Valorile raportului de solide și lichide scad odată cu creșterea conținutului de microplastice pe bază de polipropilenă.

intensitate clară

Figura 7 prezintă densitatea în vrac a probelor de amestec asfaltic obținut. Pentru amestecul asfaltic de tip BA8, valoarea densității în vrac nu trebuie să fie mai mică de 2,330 g/cm³ Conform SR 174-1 / 2009. Performanța stratului de uzură este direct legată de densitatea mixturii asfaltice. După cum se poate observa, densitatea în vrac crește mai întâi și apoi scade atunci când conținutul de polipropilenă duce la 0,6%. Dacă densitatea în vrac a amestecului asfaltic este prea mică, se pot dezvolta fisuri ca urmare a golurilor de aer reduse din cauza condensului stratului de uzură în trafic.

Densitatea în vrac a Standardului, Proba 1 (0,1% PP), Proba 2 (0,3% PP) și Proba 3 (0,6% PP) asfalt amestecat la cald.

Pentru a rezuma această parte, amestecul de asfalt cu 0,3% microplastice pe bază de polipropilenă a dat cea mai mare densitate aparentă.

absorbtia apei

Figura 8 arată absorbția de apă a probelor standard și modificate de amestec cald de asfalt.

Absorbția de apă a standardului, Proba 1 (0,1% PP), Proba 2 (0,3% PP) și Proba 3 (0,6% PP) asfalt amestec cald.

Conform Standardului Român STAS 174-1 / 2009, valoarea absorbției de apă ar trebui să fie între 1,5% și 5,0%. În cazul unei probe cu un procent mic de microplastice care conțin polipropilenă, absorbția de apă este mai mare și scade odată cu creșterea conținutului de polipropilenă.