Riassunto analitico
Il traffico severo e le condizioni ambientali hanno richiesto la progettazione di leganti con elevato rendimento da utilizzare nell’asfalto per le pavimentazioni stradali. Fra gli additivi, i biomateriali possono essere prodotti tramite il processo di distillazione di crude tall oil. I prodotti che ne derivano possono essere efficientemente utilizzati per controllare e emodificare le proprietà dei bitumi. Questa tesi si concentra sull’analisi di leganti bituminosi miscelati con diversi biomateriali. Il progetto sperimentale è stato sviluppato durante un tirocinio in Arizona Chemical (The Netherlands) durante il quale sono state svolte attività sia teoriche che sperimentali. Le caratterizzazioni empiriche delle diverse miscele bituminose sono state svolte attraverso test di laboratorio, come test di penetrazione e punto di rammollimento. Gli effetti dei biomateriali nei bitumi sono stati approfonditi con analisi reologiche effettuate con DSR e BBR. In particolare le miscele bituminose sono state analizzate considerando vari dosaggi di additivi e dopo trattamenti di invecchiamento a breve e lungo termine, al fine di ottenere una caratterizzazione completa. Il principale obiettivo del programma di ricerca può essere ricondotto alla determinazione dell’influenza di diversi biomateriali, derivati da tall oil, sulla rigidezza e suscettibilità alla temperatura del bitume. L’analisi dei risultati ha permesso di determinare l’effetto di vari biomateriali sulle proprietà meccaniche del bitume. Mescolando con bitume prodotti liquidi e solidi, derivati da tall oil, è stato notato un generale effetto di rammollimento, senza però significative modifiche della suscettibilità alla temperatura. Le miscele bituminose prodotte consentono alcuni vantaggi, come la riduzione delle temperature di miscelazione e compattazione. Inoltre queste miscele mostrano un comportamento più flessibile alle basse temperature.
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Abstract
Severe traffic and environmental conditions have required the design of high performance binders to be used in asphalt concrete for road pavements.
Among additives, biomaterials can be produced by the distillation process of crude tall oil. The natural derivate materials can be efficiently used to control and modify bitumen properties.
This thesis focuses on the analysis of bituminous binders produced using different biomaterials. The experimental project was developed during an internship at Arizona Chemical (The Netherlands) where theoretical and experimental activities were performed. Empirical characterization of different bituminous blends were carried out by means of laboratory tests such as penetration and softening point. The effects of the biomaterials in bitumen were assessed also with more fundamental analysis using rheology, like DSR and BBR. Particularly the bituminous blends were analysed considering different dosages of additives and after short-term and long-term aging treatments to obtain an overall characterization.
The main objective of the research project was to determine the influence of different tall oil derivatives on bitumen stiffness and temperature sensitivity.
The analysis of results allowed the effect of several biomaterials on mechanical properties of pure bitumen to be investigated. By blending liquid and solid tall oil derivatives with bitumen, a general softening effect were noticed, though the addition of chemicals do not cause significant modification in temperature susceptibility of the bituminous blends.
The produced bituminous blends allowed technical advantages, such as reduction of mixing and compaction temperatures, to be achieved. Moreover, the blends showed a more flexible behaviour at low service temperatures.
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