Application of FTIR ATR method to examine the polymer content in the modified bitumen and to assess susceptibility of bitumen to ageing

• Autorzy: Zofka A. , Maliszewska D. , Maliszewski M. , Boratyński J.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.015.011

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody FTIR ATR do badania zawartości polimeru w asfaltach modyfikowanych oraz do oceny podatności asfaltu na starzenie

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Spektroskopia w podczerwieni to metoda oceny związków chemicznych na podstawie wykresów natężenia fali w zależności od jej długości w zakresie podczerwieni. Umożliwia identyfikację substancji, wykrywanie oraz analizę ilościową domieszek i dodatków znajdujących się w danej substancji. W przypadku lepiszczy asfaltowych metodę FTIR można stosować do oceny obecności produktów starzenia asfaltów. Skutecznie identyfikuje się zanieczyszczenia lub wykrywa obecność dodatków, np. środków adhezyjnych. Urządzenie FTIR jest też stosowane do sprawdzania obecności polimerów w asfalcie, a nawet określania stopnia tej modyfikacji, poprzez odpowiednią ocenę ilościową. W niniejszym artykule przedstawiono praktyczne zastosowanie FTIR w badaniach asfaltów. Dokonano oceny kilku rodzajów lepiszczy, które zostały przygotowane do badań w sposób kontrolowany, tzn. z określoną koncentracją polimeru oraz określonym stopniem postarzenia. Dla porównania zbadano również dostępne na rynku polskim asfalty komercyjne, które są obecnie używane do budowy nawierzchni drogowych.

EN

The infrared spectroscopy is suitable for the assessment of chemical compounds based on the plots of light intensity as a function of wavelength within the infrared range of electromagnetic spectrum. It enables the fingerprinting of substances, as well as detection and quantitative analysis of admixtures and additives present in a given substance. In case of bitumen binders the FTIR method may be adopted for the assessment of presence of ageing products. It effectively identifies impurities and discloses the presence of additives, e.g. adhesion agents. The FTIRdevice isalso used forchecking the presence of polymers in bitumen and even for determining the modification degree through an appropriate quantitative assessment. The present paper outlines practical applications of FTIR to testing bitumens, which include assessment of several types of binders prepared under control conditions, i.e. with a known polymer concentration and ageing degree. For comparison purposes, some commercial bitumens available on the Polish market and currently used for road pavement construction, have also been examined.

Słowa kluczowe

PL

asfalt modyfikowany polimerem; FTIR; spektroskopia w podczerwieni; starzenie asfaltów

EN

bitumen ageing; FTIR; infrared spectroscopy; polymer modified bitumens

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 14, no. 3
• Strony: 163--174
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zofka A.

• Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Warszawa

autor

Maliszewska D.

• Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Warszawa

autor

Maliszewski M.

• Instytut Badawczy Dróg i Mostów, Warszawa

autor

Boratyński J.

• Eurovia Polska S.A., Warszawa

Bibliografia

• [1] Coates J.: Interpretation of Infrared Spectra, A Practical Approach, in: Encyclopedia of Analytical Chemistry. John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2000, 10815-10837
• [2] Zofka A. et al.: Report S2-R06B-RW-1: Evaluating Applications of Field Spectroscopy Devices to Fingerprint Commonly Used Construction Materials. Transportation Research Board, Washington DC, 2012
• [3] Stuart B.: Infrared spectroscopy: Fundamentals and Applications. John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2004
• [4] Nasrazadani S., Mielke D., Springfield T., Ramasamy N.: Practical applications of FTIR to characterize paving materials, FHWA/TX-11/0-5608-1, 2010
• [5] Yut l., Zofka A.: Fingerprinting of Chemical Admixtures in Fresh Portland Cement Concrete by Portable Infrared Spectrometer. Journal of the Transportation Research Board, 2290, 2012, 1-9
• [6] Zofka A., Maliszewska D., Maliszewski M.: Application of FTIR Technique to Bituminous Materials. Konferencja Naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN oraz Komitetu Nauki PZiTB, Krynica, Poland, wrzesień 2013, 317-324
• [7] Paliukaite M., Vaitkus A., Zofka A.: Influence of Bitumen Chemical Composition and Ageing on Pavement Performance. Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 10, 1, 2015, 97-104
• [8] Yut I., Zofka A.: Correlation Between Rheology and Chemical Composition of Aged Polymer Modified Asphalts. Construction and Building Materials, 62, 2014, 109-117
• [9] Harrick J.: Internal Reflection Spectroscopy. Interscience Publishers, New York, 1967
• [10] Perkin Elmer Inc. FTIR Spectroscopy: attenuated total reflectance ATR. Technical note, www.perkinelmer.com
• [11] http://www.bruker.com
• [12] Lu X., Isacsson U., Ekblad J.: Phase Separation of SBS Polymer Modified Bitumens. Journal of Materials in Civil Engineering, 11, 1, 1999, 51-57
• [13] Yut I., Zofka A.: Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy of Oxidized Polymer-Modified Bitumens. Applied Spectroscopy, 65,7, 2011,765-770
• [14] Kalabińska M., Piłat J., Radziszewski P. : Influence of short and long term ageing process on properties of bitumens produced in Poland. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 1, 4, 2002, 57-76
• [15] Słowik M., Adamczak P.: Evaluation of short-term ageing influence on the properties of SBS elastomer modified road bitumens. Roads and Bridges - Drogi i Mosty, 6, 1, 2007, 41-58
• [16] Lu X., Isacsson U.: Chemical and Reological Evaluation of Ageing Properties of SBS Polimer Modified Bitumens. Fuel, 77, 9-10, 1998, 961-972