Effekt av termisk oksygenaldringsmodus på reologiske egenskaper og kompatibilitet av ligninmodifisert asfaltbindemiddel med dynamisk skjærreometer Del 2

3.4. Krype- og gjenopprettingsadferd for ligninmodifisert asfalt

3.4.1. Kryptest viskøs komponent

Glykosid av cistanche kan også øke aktiviteten til SOD i hjerte- og levervev, og redusere innholdet av lipofuscin og MDA i hvert vev betydelig, effektivt rense ulike reaktive oksygenradikaler (OH-, H₂O₂, etc.) og beskytte mot DNA-skader forårsaket av OH-radikaler. Cistanche-fenyletanoidglykosider har en sterk renseevne for frie radikaler, en høyere reduserende evne enn vitamin C, forbedrer aktiviteten til SOD i sædsuspensjon, reduserer innholdet av MDA og har en viss beskyttende effekt på sædmembranfunksjonen. Cistanche-polysakkarider kan øke aktiviteten til SOD og GSH-Px i erytrocytter og lungevev hos eksperimentelt senescent mus forårsaket av D-galaktose, samt redusere innholdet av MDA og kollagen i lunge og plasma, og øke innholdet av elastin, har en god rensende effekt på DPPH, forlenger hypoksitiden hos eldre mus, forbedrer aktiviteten til SOD i serum og forsinker den fysiologiske degenerasjonen av lunge hos eksperimentelt eldre mus. Med cellulær morfologisk degenerasjon har eksperimenter vist at Cistanche har den gode antioksidantevnen og har potensial til å være et medikament for å forebygge og behandle aldringssykdommer. Samtidig har echinacoside i Cistanche en betydelig evne til å rense DPPH-frie radikaler og kan rense reaktive oksygenarter, forhindre frie radikal-indusert kollagen-nedbrytning, og har også en god reparasjonseffekt på anionskader av tymin frie radikaler.

Klikk på Hvor kan jeg kjøpe Cistanche

【For mer informasjon: david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Basert på den gjentatte kryptesten ble viskositetskomponentens GV-verdi for krypstivhet tilpasset med formel (2) som evalueringsindeksen for høytemperaturstabilitetsytelse [35]. Burgers-modellen ble brukt for å tilpasse kurven ved krypebelastningsstadiet for å oppnå viskositetsparameteren, som var viskositetsdelen GV av krypstivhet (som vist i figur 6 og 7). Verdien av Gv reflekterte asfaltens motstand mot permanent deformasjon. Jo større Gv, desto bedre sporevne har asfalten [36]. Lossestadiet reflekterte hovedsakelig den målte viskøse deformasjonen og forsinket elastisk deformasjon. Figur 5 viser krypgjenvinningen av asfalt med og uten lignin for de første 10 syklusene av MM-0-, MM-9-, DH-0- og DH-12-prøvene ved en stress på 300 Pa.

Under samme stress og temperatur ble krypesyklusdataene fra 1. til 100. gang montert for to asfalter med forskjellig aldringsgrad, med et intervall på 10 ganger. Som det fremgår av figur 6 og 7, hadde Gv-verdiene til Donghai- og Maoming-bindemidlene forskjellige endringer i forskjellige aldringsgrader etter tilsetning av lignin, som var langsiktig aldring > kortvarig aldring > før aldring. Dette viste at tilsetning av lignin kan forbedre høytemperaturmotstanden til asfalt betydelig. G*/sinδ- og Gv-verdiene var konsistente i evalueringen av høytemperaturytelsen til ligninmodifisert asfalt, men det var forskjeller i evalueringskonklusjonene mellom forskjellige modifiserte asfalter. Imidlertid økte verdien av Gv plutselig under PAV-aldringsprosessen til Donghai 90# asfalt etter tilsetning av lignin, noe som kan ha vært forårsaket av forskjellen mellom de to matriseasfaltkomponentene.

3.4.2. Akkumulert belastning

Som et typisk viskoelastisk materiale har asfalt en viss forsinket elastisitet, og ulike typer asfalter og asfalter med ulikt lignininnhold hadde ulik utvinningsgrad. Den forsinkede elastisiteten kunne skilles fra permanent deformasjon ved krypgjenvinningstesten. Den innledende belastningen i utvinningsstadiet, dvs. den momentane belastningen, ble betegnet med εL. Den gjenværende tøyningen ved slutten av gjenopprettingsstadiet ble betegnet med εp, og εL/εp ble brukt for å betegne de permanente deformasjonsregnskapene for den totale deformasjonen, dvs. andelen av den viskøse delen av deformasjonen. Ved å velge et enkelt temperaturnivå (64 ◦C), εL/εp-verdiene på 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 og 100 lastetider i henhold til det ovennevnte optimale innholdet av asfalt før aldring ( MM-0, MM-9, DH-0, DH-12) ble beregnet. Resultatene er vist i figur 8.

Det kan sees i figur 8 at med økningen i lastetidene, økte også εL/εp-verdiene til ulike ligninmodifiserte asfalter, noe som reflekterte den kontinuerlige akkumuleringen av den permanente deformasjonen av asfalten med økningen i lastetidene. εL/εp-verdiene var veldig nære, noe som ikke var lik SBS-modifisert asfalt [37,38] og gummimodifisert asfalt [39], noe som indikerer at tilsetningen av lignin ikke forbedret elastisiteten til asfalten og kun var for fylling. Årsaken kan være at molekylstrukturen til lignin i seg selv er kompleks. Den har en tredimensjonal nettverksmolekylstruktur, som inneholder mange aromatiske grupper og høyt karboninnhold [40], mens basisbindemidlet er en blanding av ekstremt komplekse høymolekylære hydrokarboner og ikke-metalliske derivater av hydrokarboner. Gjennom den videre analysen av arbeidsmekanismen i figur 9 førte tilsetningen av en ligninmodifikator til absorpsjon av asfaltvæskefasen inn i interaksjonsområdet asfalt-lignin under blandingsprosessen, dannet et asfalt-lignin-arbeidssystem og endret viskoelastikken. oppførselen til asfaltbinderen [41].

Den kumulative tøyningen ble reflektert i den totale gjenværende tøyningen av asfaltprøven etter syklisk belastning. Jo mindre kumulativ belastning, desto bedre motstand mot høye temperaturer har asfalten. For ytterligere å illustrere at lignin hadde god høytemperaturstabilitet, er forholdet mellom den kumulative belastningen og antall syklusbelastninger vist i figur 10.

Det kan sees i figur 10 at den kumulative belastningen av asfalt økte med økningen i lastetidene, noe som stemte overens med den faktiske belastningen av veien. Under de samme lastetidene avtok den kumulative belastningen av Donghai-asfalt og Maoming-asfalt før aldring eller RTFO-aldring etter tilsetning av lignin, noe som indikerer at tilsetning av lignin kan redusere temperaturfølsomheten til asfalt og gi den bedre motstand mot høytemperaturdeformasjon. Det kan sees fra stigningen til kurven at ytelsen til hver asfaltprøve under RTFO-aldring hadde en tendens til å være konsistent med den før aldring, mens det i figur 10c ble funnet at stigningen til kurven til MM-9 var betydelig høyere enn for MM-0, og kurvehellingen til DH-12 hadde også en økende trend, noe som indikerer at tilsetning av lignin effektivt kunne forhindre at grunnasfalten herdes etter PAV-aldring, for å forhindre aldring av grunnasfalten. I mellomtiden var helningen på MM-0-kurven under PAV-aldring større enn for DH-0, noe som indikerer at herdegraden på 70# asfalt var mindre signifikant enn for 90#-asfalt etter PAV-aldring. Hovedårsaken var at innholdet av tunge komponenter i 90# asfalt økte under aldringsprosessen.

3.5. Kompatibilitetsanalyse av lignin og asfalt

Chang et al. [42,43] studerte de reologiske egenskapene til kompatible og inkompatible polymerblandinger basert på viskoelastisitetsteori og foreslo en metode for å bedømme kompatibiliteten til blandinger ved å ta den doble logaritmekurven for lagringsmodul (G 0 ) og tapsmodul ( G 00 ), også kjent som Han-kurven. Ved å bruke Han-kurven for å bedømme kompatibiliteten til polymerer, må to grunnleggende betingelser være oppfylt: (1) G 0 -G 00-logaritmekurvene ved forskjellige temperaturer er overlagret; (2) Helningen på kurven ved lavfrekvent ende er lik eller nær 2. Gjennom disse to kravene kan kompatibiliteten mellom modifikatorer og asfalt bedømmes [44]. For ytterligere å analysere kompatibiliteten til blandingene, ble det originale bindemidlet og ligninmodifisert asfalt analysert med et van Gurp–Palmen (VGP) diagram [45]. VGP-diagrammet er et plott av fasevinkelen (δ) til asfalt mot den tilsvarende komplekse skjærmodulen (G*). Kompatibiliteten til de to asfaltene og forskjellige innhold av lignin ble analysert ved frekvenssveip av Han-kurven og VGP-kartet ved 30 og 60 ◦C, som vist i figur 11.

Det kan ses i figur 11 at Han-kurvene til de to asfaltene og den ligninmodifiserte asfalten med forskjellig lignininnhold var tilnærmet rette linjer ved høye temperaturer før aldring, og helningen på Han-kurven var nær 2, noe som indikerte at asfaltbindemidlet tilhørte et homogent blandet system ved denne temperaturen. Ligninet hadde god kompatibilitet med matriseasfalten. Imidlertid skjedde bifurkasjonsfenomenet i ualdret tilstand ved lave temperaturer, noe som indikerer at det var mikroskopisk faseseparasjon ved lave temperaturer. Etter RTFOT-aldring så de to originale asfaltene og den ligninmodifiserte asfalten med forskjellig lignininnhold ut til å vise bifurkasjon ved lav temperatur, men skilte seg ikke ved høy temperatur, noe som indikerer at kompatibiliteten til den originale asfalten og ligninmodifisert asfalt var bedre ved høye temperaturforhold. Etter PAV-aldring viste både grunnasfalten og modifisert asfalt separasjonsfenomenet ved høye temperaturer, men det var ingen separasjon ved lave temperaturer, noe som indikerte at termisk oksygen og trykkaldring fremmet nedbrytningen av matriseasfalt og modifisert asfalt, noe som resulterte i store forskjeller i intern molekylvektfordeling. I VGP-kurven ble det funnet at den eldede Maoming 70# baseasfalten og ligninmodifisert asfalt ble overlagret ved forskjellige temperaturer, mens Donghai 90# basebindemiddelet og ligninmodifisert asfalt ble overlagret kun før aldring. Spredningen av forskjellige aldringstilstander kunne ikke overlappes, noe som indikerer at 70# bindemiddelet var mer kompatibelt enn 90# bindemiddel.

4. Konklusjoner

I denne artikkelen ble aldringsegenskapene til asfaltmaterialer forbedret med en ligninmodifikator evaluert i detalj basert på en reologisk test. En rekke tester ble utført på ubehandlet og ligninmodifisert asfaltmateriale. Basert på testresultatene kan følgende konklusjoner trekkes:

(1) Tilsetningen av lignin hadde en betydelig effekt på høytemperaturmotstanden til asfalt, men graden av forbedring i høytemperaturytelsen til de to matriseasfaltene var ikke den samme. Resultatene indikerte at det var et kompatibilitetsproblem med lignin for å forbedre ytelsen til matriseasfalt.

(2) Resultatene av den gjentatte kryp- og gjenvinningstesten indikerte at ligninmodifisert asfalt og grunnasfalt viste samme oppførsel, og lignin økte ikke den elastiske gjenvinningshastigheten til modifiserte polymerbindemidler som SBS. Tilsetningen av lignin økte imidlertid viskositetsmotstanden til asfaltbindemidlet, noe som betydelig reduserte den kumulative tøyningen til den ligninmodifiserte asfalten, og dette var også den grunnleggende årsaken til å forbedre høytemperaturstabiliteten til matriseasfalt.

(3) Etter langvarig aldring var den kumulative belastningen av ligninmodifisert asfalt høyere enn for grunnasfalt, og den langsiktige aldringsytelsen ble betydelig forbedret. Dette skyldtes den sannsynlige depolymeriseringen og molekylvektsreduksjonen av lignin under langvarig aldring.

Denne studien ga en ny forståelse av aldringsegenskapene til ligninmodifisert asfalt. Fremtidig forskning bør fokusere på termiske egenskaper, feltverifisering og livssyklusvurdering av asfaltdekke med forskjellige ligninmodifikatorer.

Forfatterbidrag:Forfatterne bidro til denne forskningsartikkelen som følger: MC og CC; skriving – originalutkast, MC; skriving—gjennomgang og redigering, litteraturgjennomgang og metodikk, YS; eksperimentelt arbeid og testing, XH; etterforskning og skriving – originalutkast, XZ og PD; veiledning og finansieringsoppkjøp, CC Alle forfattere har lest og godtatt den publiserte versjonen av manuskriptet.

Finansiering: Denne forskningen ble finansiert av Science and Technology Planning Project ved Yunnan Science and Technology Department (Joint Agricultural Project), stipendnummer 202101BD070001-060; Science and Technology Project av Gui Zhou Highway Bureau, stipend nummer 2021QLM06; Scientific Research Fund of Yunnan Provincial Department of Education, stipendnummer 2020J0420.

Uttalelse fra institusjonell revisjonskomité:Ikke aktuelt.

Erklæring om informert samtykke:Ikke aktuelt.

Datatilgjengelighetserklæring:Ikke aktuelt.

Interessekonflikter:Forfatterne erklærer ingen interessekonflikt.

Referanser

1. Chen, XP; Ma, YF Forskning på ytelse av smule gummimodifisert asfalt. New Chem. Mater. 2010, 38, 118–120.

2. Ouyang, C.; Wang, S.; Zhang, Y.; Zhang, Y. Forbedring av aldringsmotstanden til asfalt ved tilsetning av sinkdialkylditiofosfat. Drivstoff 2006, 85, 1060–1066. [CrossRef]

3. Tian, ​​WM Om aldringsytelsesanalyse av SBS modifisert asfalt. Shanxi arkitekt. 2012, 38, 139–141.

4. Zhang, QC; Wang, Y.; Xiong, L. Studie på anti-ultrafiolett aldringsevne til nano TiO2 modifisert asfalt. Veier Mot. 2011, 27, 88–91.

5. Qian, XO Studie på forbedring av adhesjon mellom asfalt og sur stein i Qinghai-området ved hjelp av et anti-sparkelmiddel. Riksvei 2011, 56, 141–146.

6. Yadykova, AY; Ilyin, SO Reologiske og klebende egenskaper til nanokomposittbitumenbindemidler basert på hydrofil eller hydrofob silika og modifisert med bioolje. Constr. Bygge. Mater. 2022, 342, 127946. [CrossRef]

7. Ilyin, SO; Arinina, MP; Mamulat, YS; Malkin, AY; Kulichikhin, VG Reologiske egenskaper til veibitumen modifisert med polymer og faste tilsetningsstoffer i nanostørrelse. Colloid J. 2014, 76, 425–434. [CrossRef]

8. Zhang, W.; Zou, L.; Wang, Y.; Liu, J.; Yang, C.; Di, J.; Hu h.; Yang, Z. Påvirkning av høyviskositet petroleumsharpiks (HV-PR) på middels og høy temperatur ytelser til styren-butadien-styren blokkkopolymer (SBS) modifisert bitumen. arabisk. J. Sci. Eng. 2022, 12, 1–13. [CrossRef]

9. Pi, YH Test Research on the Road Performance of Asphalt Mixtures with Bonifibers and SBS Modified. J. Transp. Eng. Inf. 2008, 6, 56–60. [CrossRef]

10. Cheng, ZS Etterspørselen etter olje vil overstige tilbudet etter 2007; China Petroleum & Chemical Corporation: Beijing, Kina, 2005; s. 53.

11. Wen, JL; Chen, TY; Sun, RC Forskningsfremgang på separasjon og strukturell analyse av lignin i lignocelluloseholdig biomasse. J. For. Eng. 2017, 2, 76–84. [CrossRef]

12. Ren, LF; Han, QQ; Qing, TT; Wang, XC Aktivering av enzymatisk hydrolyselignin og brukes til fremstilling av fenolformaldehydharpiks. New Chem. Mater. 2016, 44, 47–49.

13. Ma, ZM; Li, SJ; Yang, DM Aktivering av enzymatisk hydrolyse lignin og brukt til fremstilling av fenol-formaldehyd harpiks. Til. Eng. 2017, 33, 64–67.

14. Pinheiro, FGC; Soares, AKL; Santaella, ST Optimalisering av cytosolekstraksjon av lignin fra sukkerrørbagasse for fenolharpiksproduksjon. Ind. Avlinger Prod. 2017, 96, 80–90. [CrossRef]

15. Li, Y.; Han, YM; Qin, TF; Chu, FX Forskningsfremgang av lignin er en syntese av polyuretanmaterialer. Chem. Ind. Eng. Prog. 2011, 30, 1990–1997.

16. Ferdosian, F.; Yuan, Z.; Anderson, M.; Xu, CC Syntese og karakterisering av hydrolyseligninbaserte epoksyharpikser. Ind. Avlinger Prod. 2016, 91, 295–301. [CrossRef]

17. Kumari, S.; Chauhan, GS; Monga, S.; Kaushik, A.; Ahn, JH Nytt ligninbasert polyuretanskum for avløpsvannbehandling. RSC Adv. 2016, 6, 77768–77776. [CrossRef]

18. Feng, P.; Chen, FG Påføringsfremgang av lignin i epoksyharpikssyntese. J. Mater. Sci. Teknol. 2010, 2, 54–60. [CrossRef]

19. Arshanitsa, A.; Krumina, L.; Telysheva, G.; Dizhbite, T. Utforsker anvendelsespotensialet til ufullstendig løselig organosolvlignin som en makromonomer for polyuretansyntese. Ind. Avlinger Prod. 2016, 92, 1–12. [CrossRef]

20. Zhao, Z.; Chen, MQ; Wang, YS; Ding, SS; Yang, J. Syntese og egenskap av epoksyharpiks basert på nedbrytende lignin. J. Mater. Sci. Teknol. 2017, 3, 46–52. [CrossRef]

21. Li, JH; Liu, CZ; Li, QL Studie av egenskaper ved ligninfylt polysulfid-forsegling. Adhesjon 2017, 38, 39–42. [CrossRef]

22. Luiz, FN; Scremin, FR; Wernicke, E.; Basso, RLDO; Possan, E.; Bittencourt, PRS Termisk evaluering av DSC og strekkstyrke av ekstruderte blandinger fra polyetylentereftalat og kraftlignin. Waste Biomasse Valorization 2018, 6, 367–373. [CrossRef]

23. Dizhbite, T.; Telysheva, G.; Jurkjane, V.; Viesturs, U. Karakterisering av den radikale renseaktiviteten til ligniner-naturlige antioksidanter. Bioressur. Teknol. 2004, 95, 309–317. [CrossRef] [PubMed]

24. Thakur, VK; Thakur, MK Nylige fremskritt innen grønne hydrogeler fra lignin: En gjennomgang. Int. J. Biol. Macromol. 2015, 72, 834–847. [CrossRef]

25. Yu, H.; Zhu, Z.; Zhang, Z.; Yu, J.; Oeser, M.; Wang, D. Resirkulering av emballasjetape til bituminøse blandinger mot forbedrede mekaniske egenskaper og miljømessige fordeler. J. Clean. Prod. 2019, 229, 22–31. [CrossRef]

26. Sun, QN; Qin, TF; Li, GY Fremgang med aktivering og påføring på trelim av lignin. Polym. Okse. 2008, 9, 55–60.

27. Wu, WJ; Wang, T.; Wu, JT Effekten av lignin på aldrende eiendom av modifisert asfalt. Pap. Sci. Teknol. 2018, 37, 19–24.

28. Gao, J.; Wang, H.; Liu, C.; Ge, D.; Du, Z.; Yu, M. Høy temperatur reologisk oppførsel og utmattelse ytelse av lignin modifisert asfalt bindemiddel. Constr. Bygge. Mater. 2020, 230, 117063. [CrossRef]

29. Batista, KB; Padilha, RPL; Castro, TO; Silva, CFSC; Araújo, MFAS; Leite, LFM; Pasa, VMD; Lins, VFC Høy temperatur, lav temperatur og forvitring aldringsytelse av ligninmodifiserte asfaltbindemidler. Ind. Avlinger Prod. 2018, 111, 107–116. [CrossRef]

30. Xu, G.; Wang, H.; Zhu, H. Reologiske egenskaper og anti-aldringsytelse av asfaltbindemiddel modifisert med trelignin. Constr. Bygge. Mater. 2017, 151, 801–808. [CrossRef]

31. Zhang, HL; Duan, HH; Tang, JC Effekter av forskjellige anti-stripping-midler på fysiske, reologiske og aldrende egenskaper til asfalt. J. Høy. Transp. Res. Dev. 2021, 38, 1–9. [CrossRef]

32. Lin, JT; Pan, L. Høytemperatur-ytelsesevaluering av asfalt basert på MSCR-test og burgermodellanalyse. J. Høy. Transp. Res. Dev. 2018, 35, 22–29. [CrossRef]

33. Cheng, C.; Tao, GX; Wang, Q. Eksperimentell studie på ytelsen til ligninmodifisert asfalt ved høye temperaturer. Kina For. Sci. Teknol. 2019, 4, 148–154.

34. Chen, PQ; Zhang, YY; Luo, YC Diskusjon om formasjonsmekanismen til epoksyasfalt ved firekomponentanalyse. Kina Bygg. Vanntetting 2012, 10, 16–19. [CrossRef]

35. Henry, A. Forfining av Superpave-spesifikasjonsparameteren for ytelsesgradering av asfalt. J. Transp. Eng. 2001, 127, 357–362.

36. Chen, ZJ; Hao, PW Høytemperaturytelse av kjemisk modifisert asfalt basert på gjentatt kryp- og gjenvinningstest. J. Jiangsu Univ. Nat. Sci. Ed. 2017, 38, 479–483.

37. Peng, XL; Gao, DH Forskning på elastisk gjenopprettingsytelse av SBS-modifisert asfalt. Guangdong høy. Commun. 2018, 44, 1–6. [CrossRef]

38. Yin, H.; Li, K. Grey Korrelasjonsanalyse av null skjærviskositet og høytemperaturreologiske parametere for asfalt. J. Bygg. Mater. 2020, 23, 108–113. [CrossRef]

39. Cui, YX; Hao, PW Høytemperaturytelse av gummimodifisert asfalt basert på MSCR-test. Road Mach. Constr. Mech. 2019, 36, 47–51. [CrossRef]

40. Zeng, MZ; Hu, YB Fremgang i forberedelse og anvendelse av lignin porøst karbon. Chem. Ind. Eng. Prog. 2021, 40, 4573–4586. [CrossRef]

41. Xu, C.; Wang, D.; Zhang, S.; Guo, E.; Luo, H.; Zhang, Z.; Yu, H. Effekt av ligninmodifikator på teknisk ytelse av bituminøst bindemiddel og blanding. Polymers 2021, 13, 1083. [CrossRef]

42. Han, CD; Baek, DM; Kim, JK; Ogawa, T.; Sakamoto, N.; Hashimoto, T. Effekt av volumfraksjon på orden-forstyrrelse-overgangen i lavmolekylære polystyren-blokk-polyisopren-kopolymerer. 1. Overgangstemperatur for ordensforstyrrelse bestemt ved reologiske målinger. Macromolecules 1995, 28, 5043–5062. [CrossRef]

43. Han, CD; Kim, J.; Kim, JK Bestemmelse av orden-forstyrrelses-overgangstemperaturen til blokk-kopolymerer. Macromolecules 1989, 22, 383–394. [CrossRef]

44. Zan, XY; Zhang, XN; Wang, DY Mikrostruktur av asfaltmastikk ved bruk av dynamisk mekanisk analyse. J. Jilin Univ. Eng. Teknol. Ed. 2009, 39, 916–920.

45. Wang, WM; Xie, XB; Lan, X. Fasestrukturanalyse av nanokarbonpulver–gummipulver–SBS–modifisert asfalt basert på dynamisk mekanikk. Silic. Okse. 2021, 40, 2444–2453. [CrossRef]

【For mer informasjon: david.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】