Enhancing the performance of warm asphalt mixes using Nano-kaolinite

Other Title(s)

تحسين أداء الخلطات الإسفلتية الدافئة باستخدام النانو كاولينت

Joint Authors

el-Gendy, Mohamed A. M.
Wahdan, Abd Allah H.
Hasan, Mahmud
al-Rifai, Muhammad

Source

Journal of Al-Azhar University Engineering Sector

Issue

Vol. 17, Issue 63 (30 Apr. 2022), pp.469-479, 11 p.

Publisher

al-Azhar University Faculty of Engineering

Publication Date

2022-04-30

Country of Publication

Egypt

No. of Pages

11

Main Subjects

Civil Engineering

Topics

Abstract AR

تستخدم مواد النانو في العديد من التطبيقات العلمية الحديثة بسبب صفاتها وخصائصها الكيميائية والفيزيائية الجوهرية والفريدة، مثل المساحة السطحية الكبيرة والبنية التفاعلية التداخلية بين جزيئات الذرات ونتيجة لذلك، فإنها تلعب دورا رئيسيا في تعزيز خصائص الخلطات الاسفلتية.

بالإضافة إلى أن تقنيات الرصف الجديدة مثل الخلطات الأسفلتية الدافئة (WMA) لها العديد من المزايا الاقتصادية والبيئية والتشغيلية.

تمت دراسة تأثير محتويات النانو المختلفة على الأداء الميكانيكي للخلطة الاسفلتية الدافئة في هذه الدراسة.

تم استخدام النانو كاولينيت نظرا لتوفره وانخفاض تكلفته وسهولة الحصول عليه وتحويله إلى حجم نانو، فقد تم استخدامه كمادة مضافة بنسب من وزن البيتومين، تم فحص الأداء الميكانيكي والثبات لخلطات (WMA) التي تشتمل على النانو كاولينيت بنسب مختلفة ٢ و٤ و٥ و٦ وتم إنتاج خلطات أسفلتية دافئة باستخدام Evotherm TM كمادة مضافة للبيتومين.

تم إجراء الاختبارات الميكانيكية، والتي تضمنت ثبات مارشال، وتدفق مارشال، والشد غير المباشر، وإجهاد الضغط أظهرت النتائج أن ارتفاع محتوى النانو في الخليط يزيد من ثبات مارشال وقوة الشد غير المباشر وإجهاد الضغط.

بشكل عام، كان لمحتوى النانو-كاولينيت تأثير كبير على تحسن أداء الخلطات الاسفلتية الدافئة حيث أدى إلى زيادة ثبات مارشال وقوة الشد غير المباشر وإجهاد الضغط بنسبة ۳۰% و5۰% و68% على التوالي، وفقا للنتائج المعملية عند النسبة المئوية المثالية المضافة وهي 5% وأيضا انخفض تدفق مارشال بنسبة 9% أيضا تم انخفاض عمق التخدد عند إضافة النانو كاولينيت عند كل أعداد دورات الاختبار.

يمكن للمواد النانوية تحسين أداء مزيج الأسفلت الدافئ عن طريق زيادة التوافق والارتباط والتداخل بين جزيئات الخلطة مما يؤدي إلى زيادة الفوائد الاقتصادية والبيئية بالإضافة إلى حلول الرصف الأكثر استدامة وطويلة الأجل.

Abstract EN

Nanoparticles are now utilised in a wide range of applications due to their unique chemical and physical intrinsic qualities, such as high specific area, structure, and reactivity; as a result, they play a vital role in the enhancement of asphalt mixture properties.

furthermore, technologies like warm-mix asphalt (WMA) might have a number of economic and environmental advantages.

the influence of various nano-kaolinite contents on the mechanical performance of warm mix asphalt was investigated in this study (WMA).

because nano-kaolinite is common, inexpensive, and simple to obtain and convert to nano size, it was employed as an additive.

based on the weight of bitumen, the mechanical and durability performance of wma mixes incorporating nano-kaolinite was investigated at different nano-kaolinite percentages of 2, 4, 5, 6 and 8%.

the wma was created using evothermtm as a bitumen additive.

mechanical tests were performed, which included Marshall stability, Marshall flow, indirect tensile strength, and compressive strength.

crushed gravel, rough aggregate particles, and a medium gradation of aggregate were employed in the control mix in this investigation.

the results showed that rising nano-kaolinite content increased mixture capabilities, increasing nano-kaolinite content decreased Marshall flow.

over all, nano-kaolinite content had a substantial impact on asphalt and mixture performance, and appeared to exacerbate the effect of warm asphalt.

in addition, indirect tensile strength, the marshall stability, and compressive strength were all raised by 30 %, 50 %, and 68 %, respectively, according to the findings.

at the optimum additive percent, Marshall flow reduced by 9%.

rutting depth is also reduced when nano-kaolinite is added at any cycle number.

nanomaterials can enhance the effectiveness of warm mix asphalt by increasing compatibility and bonding between asphalt particles, resulting in increased economical and environmental benefits as well as more sustainable and long-lasting pavement solutions.

American Psychological Association (APA)

Hasan, Mahmud& el-Gendy, Mohamed A. M.& al-Rifai, Muhammad& Wahdan, Abd Allah H.. 2022. Enhancing the performance of warm asphalt mixes using Nano-kaolinite. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector،Vol. 17, no. 63, pp.469-479.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393631

Modern Language Association (MLA)

Hasan, Mahmud…[et al.]. Enhancing the performance of warm asphalt mixes using Nano-kaolinite. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector Vol. 17, no. 63 (Apr. 2022), pp.469-479.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393631

American Medical Association (AMA)

Hasan, Mahmud& el-Gendy, Mohamed A. M.& al-Rifai, Muhammad& Wahdan, Abd Allah H.. Enhancing the performance of warm asphalt mixes using Nano-kaolinite. Journal of Al-Azhar University Engineering Sector. 2022. Vol. 17, no. 63, pp.469-479.
https://search.emarefa.net/detail/BIM-1393631

Data Type

Journal Articles

Language

English

Notes

Includes bibliographical references: p. 478-479

Record ID

BIM-1393631