Till innehåll på sidan

Investigation on the self-healing capabilties of asphaltic materials using neutron imaging

Tid: To 2021-03-25 kl 12.00

Plats: Via Zoom, https://kth-se.zoom.us/j/67023498031, Stockholm (English)

Ämnesområde: Byggvetenskap, Bro- och stålbyggnad

Licentiand: Adrian Markari , Bro- och stålbyggnad

Granskare: Dr Lily Poulikakos, EMPA

Huvudhandledare: Professor Nicole Kringos, Bro- och stålbyggnad; Dr Anders Kaestner, Paul Scherrer Institut; Docent Romain Balieu, Bro- och stålbyggnad

Abstract

Bitumen fungerar som bindemedel i asfaltsblandningar där det binder ihop stenaggregaten. Bitumen är känd för sin förmåga att läka små sprickor och återfå sina mekaniska egenskaper under rätt förutsättningar. Trots att den självläkande egenskapen är välkänd, råder det idag en brist på kunskap om de mekanismer som ligger bakom denna process. För att optimera användandet av bitumen för vägbeläggningar behövs en bättre förståelse kring denna läkande egenskap. I detta projekt undersöks det hur neutronavbildning kan användas för att öka förståelsen kring de mekanismer som ligger bakom den självläkande egenskapen hos bitumen. Som ett första steg bestämdes provstorlekskravet för denna analysteknik. För att möjliggöra detekteringen av små sprickor i bitumen genom att använda denna teknik måste provmaterialet vara tillräckligt tunt för att neutronerna ska kunna transmitteras genom materialet. Allt för små provstorlekar skulle, å andra sidan, försvåra analysen av materialets struktur då informationen man kan erhålla blir mer begränsad. Bitumen med olika provstorlekar skannades med neutroner för att bestämma den maximala provtjockleken. Därefter analyserades den självläkande förmågan hos brutna bitumen- och bitumenmastixprover med tidsserie neutrontomografi. Prover med olika mängder av kalciumhydroxidfiller i bitumenblandningen, olika storlek på sprickvolymen och kontaktytan mellan de brutna provdelarna studerades. Data erhållna från experimenten användes för att göra en 3-dimensionell analys som inkluderade brusreducering av bilder, segmentering och volymmätningar. Från volymanalyserna konstaterades det att den initiala sprickstorleken och sprickformen har en stor inverkan på läkningstakten. Bitumen, mastix med 20%, och 30% filler-additiv uppvisade liknande läkningsegenskaper för relativt små sprickstorlekar. Vid en ökning av mängden filler material i mastixen minskar läkningstakten exponentiellt, med en drastisk minskning när man passerar en filler-koncentration på runt 30%.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-291114