Modification of binder with tyre rubber and polymeric networks for usage in road asphalt mixes

• Autores: Simona Senise
• Directores de la Tesis: Francisco Javier Navarro Domínguez (dir. tes.), Virginia Carrera Paéz (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Huelva ( España ) en 2020
• Idioma: inglés
• Número de páginas: 148
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco José Martínez Boza (presid.), Fernando M. Moreno Navarro (secret.), Rui Micaelo (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencia y Tecnología Industrial y Ambiental por la Universidad de Huelva
• Materias:
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología del carbón y del petróleo
      • Materiales asfálticos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Arias Montano
• Resumen
  • español

    La modificación híbrida es un concepto relativamente nuevo de incorporar dos o más modificadores poliméricos de diferente naturaleza a un betún, para aprovechar sus características complementarias. Sin embargo, el problema de su inestabilidad inherente al almacenamiento es una preocupación importante que limita la aplicación industrial. Los sistemas híbridos (HS) se formularon mediante la adición de diferentes copolímeros (reactivos y no reactivos) a un ligante modificado con de goma de neumático. Los HS resultantes se evaluaron mediante análisis reológico, térmico, caracterización tecnológica, microscopía de fluorescencia y calorimetría diferencial de barrido modulada. Los resultados obtenidos señalaron que tanto las propiedades en servicio como la estabilidad de almacenamiento se mejoraron notablemente por el desarrollo de una estructura multifásica compleja de: fases ricas en polímero y ricas en asfaltenos, partículas de caucho no degradadas y cadenas de caucho digeridas. Esta mejora se atribuye al desarrollo de un sistema multifásico compuesto por partículas CTR no disueltas, una fase rica en polímeros y una fase rica en asfaltenos. En el caso de HS no reactivos, las gotas de copolímero de etileno hinchado forman una fase dispersa bien definida. Por el contrario, los HS reactivos muestran una morfología diferente, casi invisible por las técnicas ópticas, como consecuencia del desarrollo de una red química que produce, con mucho, el mayor grado de modificación.

  • English

    Hybrid modification is a relatively new concept of incorporating two or more polymeric modifiers of different nature to a bitumen, in order to take advantage of their complementary features. However, the problem of its inherent storage instability is a major concern that limits the industrial application. Hybrid Systems (HSs) were formulated by the addition of different copolymer (reactive and non-reactive) to a model rubberised binder (Crumb Tyre Rubber Modified Bitumen). The resulting HSs were evaluated by means of thermos rheological analysis, technological characterisation, fluorescence microscopy and modulated differential scanning calorimetry. The results obtained pointed out that both, in-service properties and storage stability were notably enhanced by the development of a complex multiphasic structure of: polymer-rich and asphaltene-rich phases, non-degraded rubber particles and digested rubber chains. This enhancement is attributed to the development of a multiphasic system composed of non-dissolved CTR particles, a polymer-rich phase and an asphaltene rich-phase. In the case of non-reactive HSs, droplets of swollen ethylene copolymer form a well-defined dispersed phase. By contrast, reactive HSs display a different morphology, almost invisible by optical techniques, as consequence to the development of a chemical network that yields by far the highest degree of modification.