Zastosowanie techniki FT-IR w badaniach materiałów asfaltowych

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

Warianty tytułu

EN

Application of FT-IR technique to bituminous materials

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Spektroskopia to podstawowa metoda oceny struktury związków chemicznych na podstawie ich widm, czyli wykresów zależności transmisji od długości fali z zakresu podczerwieni. Spektroskopia w podczerwieni IR umożliwia np. identyfikację substancji i zanieczyszczeń w tej substancji. W szczególności urządzenia FT-IR pozwalają na analizę złożonych mieszanin bez uprzedniego ich rozdzielania. Spektrometry FT-IR rejestrują pochłanianie energii elektromagnetycznej przez określone wiązania międzyatomowe w cząsteczkach. Wyniki są zwykle naniesione na spektrogramie i pokazują miarę pochłaniania w funkcji długości fali elektromagnetycznej. Poszczególne maksima są identyfikowalne w spektrogramie i mogą być wykorzystywane do identyfikacji np. związku chemicznego w zmienionej mieszance, gdy jej wykres podczerwieni jest znany z analizy w stanie czystym. W ostatnich latach metodę FT-IR stosuje się coraz częściej do oceny i kontroli materiałów budowlanych, np. cementu portlandzkiego, asfaltu, itd.

EN

Spectroscopy is a fundamental method used in the material science that relies on the interaction of the electromagnetic radiation with a matter. Infrared spectroscopy allows for material fingerprinting as well as detection and quantification of compounds in a sample. In principle, IR spectrometers record the absorption of electromagnetic energy by chemical bounds in a sample as a function of wavelength. Chemical bounds have unique spectra bands at specific wavelengths regardless of the composition of the remaining molecular structure. The absorbance at these specific wavelengths can be used to quantify a particular functional group in the analyzed material. Absorbance peaks are easily identified on the IR spectra and can be used to fingerprint a compound in a mixture, especially when compared to the original unmodified IR spectra. In the recent years, the FT-IR method has become a popular tool for the quality assurance in the practical applications as well as it became a very useful tool in studying various construction materials, e.g. portland cement, bitumen, etc.

Słowa kluczowe

PL

spektroskopia; spektrogram; promieniowanie; podczerwień; widmo; FTIR; starzenie; asfalt

EN

spectroscopy; electromagnetic spectrum; infrared; FTIR; aging; bitumen

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Budownictwo i Architektura
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 13, nr 4
• Strony: 317--324
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys.

Twórcy

autor

Zofka A.

• Zakład Technologii Nawierzchni, Instytut Badawczy Dróg i Mostów

autor

Maliszewska D.

• Zakład Technologii Nawierzchni, Instytut Badawczy Dróg i Mostów

autor

Maliszewski M.

• Zakład Technologii Nawierzchni, Instytut Badawczy Dróg i Mostów

Bibliografia

• 1 Danikiewicz W. Zaawansowane metody ustalania budowy związków organicznych. Instytut Chemii Organicznej PAN, Warszawa 2014
• 2 Dubis A. Zastosowanie spektroskopii w podczerwieni w jakościowej i ilościowej analizie organicznej. Zakład Chemii Produktów Naturalnych Instytutu Chemii, Uniwersytet w Białymstoku 2012
• 3 Tarsa M. Spektroskopia w podczerwieni. Uniwersytet Jagielloński, Collegium Medicum, Katedra Chemii Organicznej, Kraków
• 4 Hsu C. Infrared Spectroscopy, Handbook of instrumental techniques for analytical chemistry, New Jersey, Prentice-Hall 1997
• 5 Strona internetowa http://www.bruker.com
• 6 Coates J. Interpretation of Infrared Spectra, A Practical Approach, In Encyclopedia of Analytical Chemistry, John Wiley & Sons Ltd., Chichester 2000
• 7 Jemison H., Burr B., Davison R., Bullin J., Glover C. Application and Use of the ATR FTIR Method to Asphalt Aging Studies, Petroleum Science and Technology 1992
• 8 PerkinElmer Inc. FT-IR Spectroscopy: attenuated total reflectance ATR. Technical note. Strona internetowa www.perkinelmer.com
• 9 Zofka, A., Chrysochoou, M., Yut, I., Zhang, X., Shaw, M., Sun, S-P., Mahoney, J., Farquharson, S., Donahue, M. Evaluating Applications Of Field Spectroscopy Devices To Fingerprint Commonly Used Construction Materials. Project R06B Report. Strategic Highway Research Program 2, Transportation Research Board, Washington DC 2012
• 10 Hirschfeld T. Optimization of Diffuse Reflectance Infrared Spectroscopy Accessories. Journal of Society for Applied Spectroscopy 1986
• 11 Strona internetowa http://www.home.agilent.com
• 12 Nasrazadani S., Mielke D., Springfield T., Ramasamy N. Practical applications of FTIR to characterize paving materials. FHWA/TX-11/0-5608-1 2010
• 13 Hughes T., Methven C., Jones T., Pelham S., Fletcher P., Hall C. Determining cement composition by Fourier Transform Infrared Spectroscopy. Advanced Cement Based Materials 2 1995
• 14 Fernon, V., Vichot, A., Legoanvic, N., Columbet, P., Corazza, F., Costa, U. Interaction Between Portland Cement Hydrates and Polynapthalene Sulfonates. 5th CANMET/ACI Internal Conf. on Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete, Proceedings 1997
• 15 Yut I., Zofka A. Fingerprinting of Chemical Admixtures in Fresh Portland Cement Concrete by Portable Infrared Spectrometer. Transportation Research 2012
• 16 Poisson N., Lachenal G., Sautereau H. Near- and mid- Infrared spectroscopy studies of an epoxy reactive system. Vibrational Spectroscopy 1996
• 17 Yut I., Zofka A., Shih-Po Sun Investigation of Oxidative Aging of Polymer Modified Binders by Spectroscopy Methods. 47th Petersen Asphalt Research Conference, Laramie, Wyoming 2011.
• 18 McDaniel, R. S., Haddock, J. Effects of Hot Plant Fuel Characteristics and Combustion on Asphalt Concrete Quality. Report SD2001-13-F, South Dakota Department of Transportation South Dakota 2004
• 19 Zuyu, L. Study on Preparation of Asphalt Antistrip Additives from Amines and Aldehydes. ARRB Transport Research Ltd. Australia 2000
• 20 Petersen, J. C. Quantitative Functional Group Analysis of Asphalts Using Differential Infrared Spectrometry and Selective Chemical Reactions-Theory and Application. Transportation Research Record, Journal of Transportation Research Board, Washington D.C. 1986
• 21 Karlsson, R., Isacsson. U., Investigations on Bitumen Rejuvenator Diffusion and Structural Stability With Discussion. Journal of The Association of Asphalt Paving Technologists 2002
• 22 Woo W. J., Hilbrich J. M., Glover C.J. Polymer-Modified Binder Durability Loss with Oxidative Aging: Base Binder Stiffening Versus Polymer Degradation. Transportation Research Record, Journal of the Transportation Research Board 2007
• 23 Lamontagnea J., Dumas P. V., Mouillet V., Kister J. Comparison by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy of different ageing techniques: application to road bitumens. Fuel 2001
• 24 Christy A., Dahl B., Kvalheim O. Structural Features of Resins, Asphaltenes and Kerogen Studied by Diffuse Reflectance Infrared Spectroscopy. Fuel 1989
• 25 Strona internetowa www.ncrst.org/ArchivePages/WY-WRI/FinalReport.pdf . Western Research Institute (WRI) and Innova Engineering, LLC, Asphalt Surface Aging Prediction ASAP Program, Final Report
• 26 American Association of State Highway Transportation Officials (AASHTO), AASHTO T 302-05 Standard Method of Test for Polymer Content of Polymer-Modified Emulsified Asphalt Residue and Asphalt Binders, Washington D.C. 2005
• 27 Diefenderfer S. Detection of Polymer Modifiers in Asphalt Binder. Report FHWA/VTRC 06-R18, Virginia Department of Transportation, Richmond, Virginia 2006
• 28 Lu X., Isacsson U., Ekblad J., Phase Separation of SBS Polymer Modified Bitumens. Journal of Materials in Civil Engineering 1999
• 29 Yut I., Zofka A., Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy of Oxidized Polymer-Modified Bitumens, Applied Spectroscopy, Vol. 65/7, pp: 765-770, 2011
• 30 Bernier A., Zofka A., Yut I., Laboratory Evaluation of Rutting Susceptibility of Polymer-Modified Asphalt Mixtures Containing Recycled Pavements, Construction and Building Materials, Vol. 31 pp: 58–66, 2012, doi:10.1016/j.conbuildmat.2011.12.09
• 31 Yut I., Bernier A., Zofka A., Development of a Compact Laboratory Aging Procedure for Asphalt Binders, Journal of the Association of Asphalt Paving Technologists, Vol. 81, pp: 693-716, 2012