hrvatski

Reološka svojstva bitumena modificiranog s etilen-glicidil-akrilatom

Kontinuirano povećanje gustoće prometa dovelo je do šire uporabe polimerom modificiranog bitumena u cestogradnji. Već mali udio dodanog polimera kao modifikatora bitumena značajno mijenja njegova svojstva, pridonosi: smanjenju temperaturne osjetljivosti, trajne deformacije i poboljšanju otpornosti pri niskim temperaturama. Glavni problem modifikacije bitumena u uporabi predstavlja stabilnost na skladištenje. Pri visokim temperaturama dolazi do razdvajanja faza bitumena i polimera. Modifikacijom bitumena s reaktivnim polimera dolazi do stvaranje kemijske veze između sastavnica bitumena i polimera, što pridonosi stabilnosti mješavine, odnosno otpornosti na skladištenje, kao i sprečavanje fazne separacije prilikom transporta i primjene. Cilj ovog rada je ispitati utjecaj reaktivnog polimera, etilen butil akrilat glicidil metakrilata (Elvaloy) prvenstveno na stabilnost polimerom modificiranog bitumena, PmB–a. Istraživanja uključuju i ispitivanja reoloških svojstava, primarne viskoelastične funkcije čistih bitumena BIT 70/100 i BIT 50/70 te bitumena modificiranih s reaktivnim polimerom, Elvaloy AM i Elvaloy 4170 s različitim udjelom reaktivne funkcionalne skupine, GMA, odgovorne za stvaranje polimerne mreže kemijske prirode. Reološke značajke: kompleksni smični modul G*, kompleksna viskoznost η* i fazni kut δ, mjerene su u ovisnosti o temperaturi, prije i nakon starenja, dinamičkim smičnim reometrom, DSR. Mjerenje je provedeno u linearno viskoelastičnom području (LVE) u temperaturnom intervalu od -5°C do 80°C pri frekvenciji prometa od 10 rad/s što simulira prosječnu brzinu prometa od 75 km/h. Starenje materijala provedeno je u uređaju za određivanje otpornosti na termooksidativnu razgradnju, Rolling Thin Film Oven Test, RTFOT. Otpornost na trajnu deformaciju određena je iz viskoelastičnih funkcija, prema SHRP –u (Strategic Highway Research Program), pomoću relacije G*/sin delta. Radi kompletnije karakterizacije, ispitivanja uključuju i standardne konvencionalne metode prema normama. Rezultati pokazuju da modifikacijom bitumena s reaktivnim polimerom, Elvaloyem 4170, koji sadrži veći udio reaktivne funkcionalne skupine, GMA, odgovorne za kemijsku reakciju, pridonosi izuzetnoj stabilnosti PmB–a bez fazne separacije. Konvencionalna ispitivanja BIT –a i PmB –a pokazuju smanjenje peneteracije i točke razmekšanja te sniženje točke loma PmB –a u odnosu na BIT. Reološka ispitivanja ukazuju na povećanje kompleksne viskoznosti, kompleksnog modula te smanjenje faznog kuta kao indikatora elastičnosti PmB–a. Prema tome, PmB pokazuje manju temperaturnu osjetljivost, bolju otpornost pri niskim temperaturama kao i veću otpornost na trajnu deformaciju. Nakon starenja, vrijednosti penetracije, elastičnog povrata i točke loma se smanjuju, a točka razmekšanja povećava što je posljedica oksidacijskih procesa u polimeru i BIT–u kao i procesa sekundarnog umrežavanja. Iatroscan metodom određen je sastav čistih bitumena BIT 70/100 i BIT 50/70 čiji su rezultati pokazali da BIT 50/70 sadrži veći udio asfaltena. Karakterizacijom polimerom modificiranih bitumena, PmB–a, FTIR analizom, dobiveni spektri pokazuju da dolazi do gubitka i smanjenja intenziteta karakterističnih vrpci epoksidnih skupina koje su odgovorne za kemijsku reakciju s bitumenom.

Reološka svojstva; Bitumen; Polimerom modificirani bitumen; Elvaloy; Dinamično smični reometar (DSR); Stabilnost

nije evidentirano