Detailergebnis zu DOK-Nr. 76316
Einfluss des Füllers auf das thermodynamische und mechanische Verhalten von Asphaltmastix: eine Molekulardynamik-Simulationsstudie (Orig. engl.: Effect of filler on thermodynamic and mechanical behavior of asphalt mastics: a MD simulation study)
| Autoren |
X. Zhu Z. Du H. Ling L. Chen Y. Wang |
|---|---|
| Sachgebiete |
9.1 Bitumen, Asphalt 9.8 Füller |
International Journal of Pavement Engineering 21 (2020) Nr. 10, S. 1248-1262, 13 B, 5 T, zahlr. Q
Um die Versteifungswirkung von Füller im Asphaltmastix vollständig zu verstehen, wurde eine molekulardynamische (MD) Simulation angewendet, die die Wirkung von mineralischem Füller auf die strukturellen, thermodynamischen und mechanischen Eigenschaften von Asphaltmastix untersucht. Dazu wurde ein Asphalt/Silica-Nanopartikel-Verbundsystem erzeugt, das aus Silica-Nanopartikeln und einem kombinierten 12-Komponenten-Asphaltmodell bestand, um Asphaltmastix darzustellen. Das Asphaltmolekülmodell wurde hinsichtlich thermodynamischer Eigenschaften wie Dichte, Glasübergangstemperatur (Tg) und Kohäsionsenergiedichte (CED) validiert. Die strukturellen Eigenschaften in Form des freien Volumens und der radialen Verteilungsfunktion (RDF) von Asphaltmastix wurden berechnet. Die thermodynamischen Eigenschaften einschließlich Dichte, Tg und CED des Asphaltmastix wurden ebenfalls untersucht. Die mechanischen Eigenschaften wie die Young's-, Kompressions- und Schermodule wurden ebenfalls bewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von Silica-Nanopartikeln zum reinen Bitumen die Wechselwirkung zwischen den Bitumenmolekülen verringert und das freie Volumen in der Konfiguration erhöht. Mit zunehmender Konzentration der Silica-Nanopartikel nahm Tg ab. Weiterhin wurden die Auswirkungen der Füllerpartikelgröße und deren Konzentration auf die thermodynamischen und mechanischen Eigenschaften von Asphaltmastix diskutiert. Diese fundamentalen Simulationsergebnisse, über die hier berichtet wird, bieten eine Plattform für die potenzielle Berücksichtigung der Wirkung von Füller auf die Eigenschaften von Asphaltmastix.