Модификация битумов и асфальтобетонов углеродными наноматериалами: краткий обзор
DOI:
https://doi.org/10.18321/cpc22(2)109-122Ключевые слова:
битумы, полимер-битумные вяжущие, асфальтобетонные смеси, углеродные нанотрубки, модификацияАннотация
В краткой обзорной статье рассмотрена модификация нефтяных битумов и асфальтобетонных смесей углеродными наноматериалами. В качестве углеродных наноматериалов выбраны углеродные нанотрубки, фуллерены и графен. Показано влияние добавок углеродных наноматериалов на физико-механические характеристики битумов, полимер-битумных вяжущих и асфальтобетонных смесей. Содержание углеродных наноматериалов при модификации битумов, полимер-битумных вяжущих и асфальтобетонных смесей не превышает 5 мас. %, в среднем оставляет около 1 мас. %. Модификация битумов и асфальтобетонных смесей углеродными наноматериалами приводит к повышению температуры размягчения, вязкости, предела прочности на сжатие и снижению глубины проникания иглы и растяжимости. При этом улучшаются степень эффективности битумов и параметр устойчивости к колееобразованию. В обзоре также приводятся сведения о механизме действия углеродных наноматериалов на состав и свойства битумов и асфальтобетонов. Показаны преимущества и недостатки модификации битумов, полимер-битумных вяжущих и асфальтобетонных смесей углеродными наноматериалами. Применение модифицированных наноматериалами битумных вяжущих для дорожных покрытий экономически выгодно из-за многократного увеличения срока их службы. Необходимы дальнейшие исследования для лучшего понимания использования наноматериалов в качестве модификатора битумов на фундаментальном уровне, а также их эксплуатационных характеристик.
Библиографические ссылки
(1). Fang C, Yu R, Liu S, Li Y (2013) J. Mater. Sci. Technol. 29 (7):589-594. Crossref
(2). Shafabakhsh GA, Sadeghnejad M, Alizadeh S (2023) Balt. J. Road Bridge Eng. 18 (2):1-31. Crossref
(3). Oda AW, El-Desouky A, Mahdy H, Moussa OM (2022) Int. J. Arch. Environ. Eng. 16 (3):85-90.
(4). Calandra P, Loise V, Porto M, Rossi CO, Lombardo D, Caputo P (2020) Appl. Sci. 10:5230. Crossref
(5). Kim SW, Kim T, Kim YS, Choi HS, Lim HJ, Yang SG, Park CR (2012) Carbon 50:3-33. Crossref
(6). Diachkov PN (2011). Carbon nanotubes: structure, properties, application [Uglerodnyye nanotrubki: stroyeniye, svoystva, primeneniye]. Мoscow: Binom. – 488 p. (In Russian).
(7). Eletskii AV (2004) Advances in Physical Sciences 174:1191-1231. (In Russian). Crossref
(8). Zaporotskova IV (2009) Carbon and non-carbon nanomaterials and composite structures based on them: structure and electronic properties [Uglerodnyye i neuglerodnyye nanomaterialy i kompozitnyye struktury na ikh osnove: stroyeniye i elektronnyye svoystva] – Volgograd: VolSU Publishing House. – 469 p. (In Russian).
(9). Harris P (2003) Carbon nanotubes and related structures. New materials of the XXI century. [Uglerodnyye nanotruby i rodstvennyye struktury. Novyye materialy XXI veka]– M.: Tekhnosfera. – 364 p. (In Russian).
(10). Inozemtsev SS, Korolev YV (2013) Bull. MGSU 10:131-139. (In Russian). Crossref
(11). Zaporotskova IV, Arkharova IV (2015) Bull. VolSU 3:103-109. (In Russian). Crossref
(12). Patent of Russia 2515007. Method of strengthening asphalt road surfaces with carbon nanomaterial / Zaporotskova IV, Siplivy BN (2014) Bull. No. 13.
(13). Yartsev VP, Dolzhenkova MV, Petrova NV (2014) Bull. TSTU 20:801-809. (In Russian).
(14). Shestakov NI, Urkhanova LA, Buyantuev SL (2015) Bull. BSTU 6:21-24. (In Russian).
(15). Grinyuk II, Prilutskaya SV, Slobodyanik NS (2013) Biotechnol. acta. 6. (In Russian).
(16). Belova NA, Israilova ZS, Strakhova NA (2016) Bull. DSTU 2:139-150. (In Russian). Crossref
(17). Shestakov NI (2015) Modification of asphalt concrete with carbon nanoadditives [Modifikatsiya asfal’tobetona s uglerodnymi nanodobavkami]: diss. cand. tech. sci. – Ulan-Ude, 2015. – 132 p. (In Russian).
(18). Eisa MS, Mohamady A, Basiouny ME, Abdulhamid A, Kim JR (2022) Case Stud. Constr. Mater. 16:e00930. Crossref
(19). Ezzat EN, Al-Saadi IF, Jasim AF (2023) Adv. Civ. Eng. 3248035. Crossref
(20). Amin I, El-Badawy SM, Breakah T, Ibrahim MHZ (2016) Am. J. Civ. Eng. Arch. 4(3):90-97.
(21). ul Haq MF, Ahmad N, Nasir MA, Jamal, Hafeez M, Rafi J, Zaidi SBA, Haroon W (2018) Appl. Sci. 8:2651. Crossref
(22). Li Z, Yu X, Liang Y, Wu S (2021) Materials 14:2585. Crossref
(23). Gong Y, Xu J, Yan E, Cai J (2021) Front. Mater. 7:599551. Crossref
(24). Zhu D, Kong L (2023) Case Stud. Constr. Mater. 18:e01944. Crossref
(25). Kenzhegalieva AR, Abdikhan DB, Ongarbayev YK (2022) Combustion and plasma chemistry 20:133-141. Crossref
(26). Zhambolova A, Ongarbayev Y, Kenzhegaliyeva A, Abdikhan D (2023) J. Ecol. Eng. 24:218-226. Crossref
(27). ul Haq MF, Ahmad N, Jamal M, Anwar W, Khitab A, Hussan S (2020) Emerg. Mater. Res. 1800115. Crossref
(28). Loos M (2014) Carbon Nanotube Reinforced Composites: CNT Polymer Science and Technology. William Andrew: 304. Crossref
(29). Zhang P, Zhou T, He L, Zhang S, Sun J, Wang J, Qin C, Dai L (2015) RSC Adv. 5:55492-55498. Crossref
(30). Shekhovtsova SY, Vysotskaya M (2017) Bull. KGASU 4:335-342. (In Russian).
(31). Shekhovtsova SY, Vysotskaya MA (2015) Bull. MGSU 11:110-119. (In Russian). Crossref
(32). Guvalov A, Mammadov А (2023) E3S Web of Conf. 431:06001. Crossref
(33). Obukhova S, Korolev E, Gladkikh V (2023) Materials 16:7534. Crossref
(34). Naz F, Hu D, Ahmad B, Hayat Z (2021) Am. Acad. Sci. Res. J. Eng. Technol. Sci. 84 (1):130-145.
(35). Zeng Q, Liu Y, Liu Q, Xu Z (2023) Sci. Rep. 13:3496. Crossref
(36). Provatorova G, Vikhrev A (2020) IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 896:012088. Crossref
(37). Li W, Yao H, Yang D, Peng C, Wang H, Chen Z, Zhao Y (2023) Appl. Sci. 13:10287. Crossref
(38). Patent of Russia 2412126. Nanostructuring modifier for asphalt concrete / Kondratiev DN, Goldin VV, Merkelene NF (2011) Bull. No. 5.
(39). Gotovtsev VM, Shatunov AG, Rumyantsev AN, Sukhov VD (2013) Fundamental research 1:191-195. (In Russian).
(40). Patent of Russia 2561435. Mixture composition for asphalt concrete / Urkhanova LA, Shestakov NI, Buyantuev SL (2015) Bull. No. 24.
(41). Patent of Russia 2592509. Composition of asphalt concrete / Urkhanova LA, Shestakov NI, Semenov AP, Smirnyagina NN (2016) Bull. No. 20.
(42). Alekseenko VV, Saltanova YV (2012) Bull. ISTU 12:131-133. (In Russian).
(43). Kozlov PV, Merkulov SA, Abramov IY, Klishin IM (2014) Materials of the 9th scientific student conference “Problems of technogenic safety and sustainable development”. P. 205-207. (In Russian).
(44). Belyaev KV, Chulkova IL (2019) SibADI Bull. 16:472-485. (In Russian). Crossref
(45). Inozemtsev SS, Korolev EV (2013) Bull. MGSU 10:131-139. (In Russian). Crossref .
(46). Bosholov KA, Bituev AV (2007) Bull. TGASU 3:210-212. (In Russian).
(47). Patent of Russia 2466161. Nanomodified asphalt concrete mixture / Khristoforova AA, Sokolova MD, Lebedev AV (2012).
(48). Inozemtsev SS, Korolev EV (2018) Bull. MGSU 13:536-543. (In Russian). Crossref
(49). Korniejenko K, Nykiel M, Choinska M, Jexembayeva A, Konkanov M, Aruova L (2023) 13:2948. Crossref
(50). Ramadhansyah PJ, Masri KA, Norhidayah AH, Hainin MR, Muhammad Naqiuddin MW, Haryati Y, Sata MKIM, Juraidah A (2020) IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 712:012023. Crossref
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
