Temperaturabgesenkter Asphalt gewinnt als nachhaltigere Technologie zunehmend an Bedeutung. Im Gegensatz zum herkömmlichen Heißasphalt nimmt Warmasphalt eher Feuchtigkeit auf und altert schneller. Um das Problem zu lösen, haben Forschende der Technischen Universität Braunschweig und der University Swansea in Großbritannien jetzt mit Nanopartikeln ein Anti-Aging-Bindemittel für den Asphalt entwickelt. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift "Nanotechnology Reviews" veröffentlicht.
Für die Anwendung im Straßenbau ist besonders Bitumen interessant, das durch Anti-Aging-Materialien modifiziert wurde, die die Anti-UV-Alterungseigenschaften verbessern.
Goshtasp Cheraghian und Professor Michael P. Wistuba vom Institut für Straßenwesen zeigen in ihrer Studie, dass Nanopartikel aus Ton und pyrogener Kieselsäure in Asphaltbelägen eingesetzt werden können, um diese effizient von UV-Strahlen abzuschirmen. "Ton und pyrogene Kieselsäure sind kostengünstige Nanomaterialien, harmlos und ungiftig, und sie können als anorganische Abschirmung verwendet werden", sagt Goshtasp Cheraghian, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut. "Sie wirken also so ähnlich wie ein Sonnenschutzmittel."
Asphaltmaterialien haltbarer machen
Die Nanomaterialien können die mechanischen und rheologischen Eigenschaften, also die Elastizität von Bitumen sowie seine Beständigkeit gegen Feuchtigkeitsschäden und Alterung potenziell verbessern. Die Kombination von beiden als Nanokomposit wurde jedoch bisher noch nicht in Asphaltmischungen eingesetzt. Dank seiner spezifischen Nanostruktur konnten die Stabilität und die Reaktivität des Nanokomposits aufgrund seiner vorteilhaften physikalischen Eigenschaften verbessert werden.
"Die Modifizierung von Bitumen durch Ton- und pyrogene Kieselsäure-Nanopartikel kann als eine interessante, kostengünstige Technik im Asphaltstraßenbau neue Perspektiven bieten, um Asphaltmaterialien haltbarer zu machen“, so Goshtasp Cheraghian. "Unsere Erkenntnisse über die molekularen Wechselwirkungen zwischen Nanopartikeln und Bitumen können außerdem neue Wege für den Einsatz von Nanotechnologie im Asphalt öffnen."
Publikation
Die in der Zeitschrift "Nanotechnology Reviews" veröffentlichten Forschungsergebnisse konzentrieren sich auf die Auswirkungen von Nanopartikeln auf die Alterungsbeständigkeit bitumenhaltiger Bindemittel für den Straßenbau:
Goshtasp Cheraghian, Michael P. Wistuba, Sajad Kiani, Ali Behnood, Masoud Afrand und Andrew R. Barron: Engineered nanocomposites in asphalt binders. In: Nanotechnology Reviews, Band 11, Heft1, 2022.
