Теоретическое описание процесса самовосстановления в асфальтобетонах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Представлено теоретическое описание процесса самовосстановления, которое реализуется в строительном материале. Предложена математическая модель изменения структурно-чувствительных параметров (прочности, коэффициента стойкости) материала при воздействии эксплуатационной среды, которое происходит в результате протекания двух процессов, в виде: kst (t) = C10exp (A1t) + C20exp (A2t) + 1, где первое слагаемое характеризует особенности процесса восстановления, а второе – особенности деструктивных процессов. Обязательным условием является: C10 + C20 = 0. Параметры Ci (t) = Ci (0) + kit являются функцией от времени и устанавливают изменение степени вклада каждой составляющей, которые в начальный период времени в сумме равны нулю, а коэффициенты ki указывают на интенсивность затухания процесса и изменения вклада коэффициентов Ci во времени. С использованием экспериментальных данных доказана применимость предложенной модели для самовосстанавливающихся асфальтобетонов. Использование капсулированного модификатора позволяет увеличить рост коэффициента стойкости за счет самовосстановления на 49–63%. При этом скорость самовосстановления существенно не изменяется, а скорость деструкции после самовосстановления с использованием капсулированного AR-полимера снижается в 2,7 раза. Полученные результаты доказывают, что использование капсулированного AR-полимера является эффективным способом реализации технологии самовосстановления в асфальтобетонах.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. С. Иноземцев

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: inozemtsevss@mail.ru

канд. техн. наук

Россия, 129337, Москва, Ярославское ш., 26

Е. В. Королев

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Email: korolev@nocnt.ru

д-р техн. наук

Россия, 190005, Санкт-Петербург, 2-я ул. Красноармейская, 4

Список литературы

  1. Иноземцев С.С., Сусанина Т.В., Стибунов Д.В., Кейта М.Л.Ф. Тенденции развития научных направлений в области дорожно-строительных материалов в России // Строительные материалы. 2023. № 12. С. 4–19. EDN: DYTPSR. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2023-820-12-4-19
  2. Прокопец В.С., Карамышев И.М. Современные тенденции повышения качества и эффективности дорожных строительных материалов // Строительные материалы. 2011. № 2. С. 38–39. EDN: NQUAGJ
  3. Тарасов Р.В., Макарова Л.В., Малашкина С.А. Риск-ориентированный подход в обеспечении качества асфальтобетонных смесей и дорожных покрытий на их основе // Региональная архитектура и строительство. 2024. № 2 (59). С. 81–88. EDN: GHMKEO. https://doi.org/10.54734/20722958_2024_2_81
  4. Иноземцев С.С., Королев Е.В., До Т.Ч. Самовосстановление асфальтобетона с использованием инкапсулированного модификатора // Строительные материалы. 2022. № 11. С. 58–69. EDN: DCJHQU. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-808-11-58-69
  5. Ядыкина В.В., Наволокина С.Н., Гридчин А.М. Повышение устойчивости щебеночно-мастичного асфальтобетона к колееобразованию за счет использования полимерных модификаторов // Строительные материалы и изделия. 2020. Т. 3. № 6. С. 27–34. EDN: OBLIDC
  6. Красновских М.П., Чудинов С.Ю., Слюсарь Н.Н., Пугин К.Г., Вайсман Я.И. Производство наноструктурного модификатора битумов при переработке автомобильных покрышек // Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал. 2022. Т. 14. № 6. С. 501–509. EDN: WHOMRF. https://doi.org/10.15828/2075-8545-2022-14-6-501-509
  7. Korolev E.V., Inozemtcev S.S., Smirnov V.A. Nanomodified bitumen composites: solvation shells and rheology. In book: Advanced Materials, Structures and Mechanical Engineering. 2016, pp. 393–398. EDN: WVXCJH. https://doi.org/10.1201/B19693-85
  8. Song T., Jiang B., Li Y., Ji Z., Zhou H., Jiang D., Seok I., Murugadoss V., Wen N., and Colorado, H. Self-Healing materials: a review of recent developments. ES Materials & Manufacturing. 2021. 14, pp. 119. EDN: WVXUPY. https://doi.org/10.30919/esmm5f465
  9. Amran M., Onaizi A.M., Fediuk R., Vatin N.I., Rashid R.S.M., Abdelgader H., Ozbakkaloglu T. Self-Healing concrete as a prospective construction material: a review. Materials. 2022. Vol. 15. 3214. EDN: FUEBVH. https://doi.org/10.3390/MA15093214
  10. Inozemtcev S., Korolev E.V. Active polymeric reducing agent for self-healing asphalt concrete. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 7. Ser. 2021. 012002. EDN: VTWYIB. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1030/1/012002
  11. Mannan U.A., Ahmad M., Tarefder R.A. Influence of moisture conditioning on healing of asphalt binders. Construction and Building Materials. 2017. Vol. 146, pp. 360–369. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.04.087
  12. Sun D., Sun G., Zhu X., Pang Q., Yu F. Tianban LinIdentification of wetting and molecular diffusion stages during self-healing process of asphalt binder via fluorescence microscope. Construction and Building Materials. 2017. 132, pp. 230–239. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.11.137
  13. Inozemtcev S., Korolev E., Do T. Intrinsic self-healing potential of asphalt concrete. Magazine of Civil Engineering. 2023. No. 7 (123). 12308. EDN: BETBWN. https://doi.org/10.34910/MCE.123.8
  14. Иноземцев С.С., Королев Е.В., Иноземцев А.С., Ле Х.Т., Матюшин Е.В. Самовосстановление в строительном материаловедении: основные термины и способы реализации // Строительные материалы. 2025. № 3. С. 58–65. EDN: OWZBZN. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2025-833-3-58-65
  15. Sun D., Sun G., Zhua X., Guarin A., Li B., Dai Z., Linga J. A comprehensive review on self-healing of asphalt materials: mechanism, model, characterization and enhancement. Advances in Colloid and Interface Science. 2018. 256, pp. 65–93. https://doi.org/10.1016/j.cis.2018.05.003
  16. García A., Norambuena-Contreras J., Bueno M., Partl M.N. Single and multiple healing of porous and dense asphalt concrete. Journal of Intelligent Material Systems and Structures. 2014. 26 (4), pp. 425–433. https://doi.org/10.1177/1045389x14529029
  17. Иноземцев С.С., Королев Е.В., Ле Х.Т., До Т.Ч. Методы оценки самовосстановления асфальтобетона // Строительные материалы. 2024. № 10. С. 37–46. EDN: JZAHYB. https://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-829-10-37-46

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема процесса самовосстановления битумного вяжущего на основе теории капиллярной диффузии [12]

Скачать (481KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Кинетика изменения прочности материала: 1 – состояние материала с полным восстановлением структуры; 2 – состояние материала с частичным восстановлением структуры; R (0) – начальная прочность; Rn – прочность для разной степени восстановления структуры

Скачать (76KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость модели kst (t) при реализации процесса самовосстановления при C1 = –0,5; C2 = 0 (a) и при реализации деструкции при C1 = 0; C2 = 0,5 (b) для R (0) = 3 МПа

Скачать (171KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Поведение функции kst (t) при C1 = –0,5; C2 = 0,5 при различных сочетаниях коэффициентов A1 и A2

Скачать (110KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Поведение функции kst (t) при α = –2; β = –2; γ = –2 и R (0) = 3 МПа: 1 – C1 (0) = –C2 (0) = –3; 2 – C1 (0) = –C2 (0) = –2; 3 – C1 (0) = –C2 (0) = –1 при различных k1 (a) и k2 (b)

Скачать (188KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изменение kst,max (a) и vh / vd (b) при α = –2; β = –2; γ = –2 и R (0) = 3 МПа: 1 – C1 (0) = –C2 (0) = –3; 2 – C1 (0) = –C2 (0) = –2; 3 – C1 (0) = –C2 (0) = –1 при различных k1 и k2

Скачать (134KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Зависимость коэффициента стойкости асфальтобетонов ЩМА (1), ЩМА с капсулированным маслом (2) и ЩМА с капсулированным AR-полимером (3)

Скачать (81KB)
Метаданные

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2025