view in publisher's site

Enhancing Biomass Value Chain by Utilizing Biochar as A Free Radical Scavenger to Delay Ultraviolet Aging of Bituminous Composites Used in Outdoor Construction

Highlights•Introduction of biochar to asphalt increased asphalt resistance to aging when exposed to several different aging methods•Indicators of aging such as rheological aging index and chemical aging index are lower for asphalt containing biochar than those without biochar•Effect of biochar to delay asphalt aging is more notable for UV aging than oxidation aging•Biochar can play as UV blockage and free radical scavengerAbstractThis study examines the merits of using biochar to delay aging in construction while promoting the economic viability of biofuel production and enhancing the biomass value chain. Biochar residue from pyrolysis of biomass to biofuel was introduced to neat asphalt and rubberized asphalt binders. The study results showed biochar can delay oxidation and UV-induced aging at binder and mixture level as evidenced by lowering rheological and chemical aging indexes. The rheological aging index was measured based on the change in crossover modulus due to aging, and the chemical aging index was measured based on the change in carbonyl and sulfoxide functional groups due to aging. Four types of aging were examined including oxidation and UV aging at the binder level as well as aging and weathering at the mixture level. In terms of oxidation aging, biochar was more effective for rubberized asphalt, while in the case of UV aging, neat asphalt appeared to benefit more than rubberized asphalt from the presence of biochar. The latter can be attributed to the role of biochar as a UV-light blockage and free radical scavenger. Rubberized asphalt inherently contains carbon black which enhances the internal resistance against UV aging, hence the role of biochar was not as significant in rubberized asphalt compared to that of the neat asphalt. However, in the case of oxidation aging, biochar noticeably improved the rubberized asphalt compared to neat asphalt. The study outcomes provide a simultaneous solution to promote resource conservation and enhance aging resistance of bituminous composites. Biochar, carbonaceous particles, made from biowaste can be used as a free radical scavenger to delay ultraviolet aging of bituminous composites. Therefore, this study promotes sustainability by creating applications for biochar while increasing pavement durability by delaying asphalt aging.

تقویت زنجیره ارزش زیست توده با استفاده از بیوچار به عنوان یک جاذب رادیکال آزاد برای حذف نور فرابنفش از مواد مرکب بیتومینه مورد استفاده در ساخت فضای باز

نکات برجسته: معرفی بیوچار به آسفالت، مقاومت آسفالت را در برابر پیری افزایش می‌دهد زمانی که در معرض چندین روش مختلف پیری قرار می‌گیرد. شاخص‌های پیری مانند شاخص پیری رئولوژیکی و شاخص پیری شیمیایی برای آسفالت حاوی بیوچار کم‌تر از آسفالت بدون بیوچار است. پسماند بیوچار از پیرولیز زیست‌توده تا سوخت زیستی به قیرهای آسفالت تمیز و آسفالت لاستیکی معرفی شده‌است. نتایج مطالعه نشان داد که بیوچار می‌تواند اکسیداسیون و پیری القا شده با UV را در سطح بست و مخلوط به تاخیر بیندازد که این امر با کاهش شاخص‌های پیری شیمیایی و رئولوژیکی مشهود است. شاخص پیری رئولوژیکی براساس تغییر در مدول متقاطع ناشی از پیری اندازه‌گیری شد و شاخص پیری شیمیایی براساس تغییر در گروه‌های عاملی کربونیل و سولفوکسید ناشی از پیری اندازه‌گیری شد. چهار نوع پیرسازی مورد بررسی قرار گرفتند که عبارتند از: اکسیداسیون و پیرسازی UV در سطح پیوند و همچنین پیرسازی و هوازدگی در سطح مخلوط. از نظر پیری اکسیداسیون، بیوچار برای آسفالت لاستیکی موثرتر بود، در حالی که در مورد پیری UV، به نظر می‌رسد آسفالت تمیز از حضور بیوچار بیشتر از آسفالت لاستیکی سود می‌برد. مورد اخیر را می توان به نقش بیوچار به عنوان انسداد نور UV و پاک‌کننده رادیکال آزاد نسبت داد. آسفالت لاستیکی ذاتا حاوی کربن سیاه است که مقاومت داخلی در برابر پیری UV را افزایش می‌دهد، بنابراین نقش بیوچار در آسفالت لاستیکی در مقایسه با آسفالت تمیز چندان قابل‌توجه نبود. با این حال، در صورت پیر شدن اکسیداسیون، بیوچار به طور قابل‌توجهی آسفالت لاستیکی را در مقایسه با آسفالت تمیز بهبود بخشید. نتایج این مطالعه یک راه‌حل همزمان برای بهبود حفاظت از منابع و افزایش مقاومت در برابر پیری کامپوزیت های قیری فراهم می‌کند. بیوچار، ذرات کربن دار، ساخته‌شده از بیوازو می‌تواند به عنوان یک پاک‌کننده رادیکال آزاد برای به تاخیر انداختن پیری فرابنفش کامپوزیت های بیتومینه استفاده شود. بنابراین، این مطالعه با ایجاد برنامه‌های کاربردی برای بیوچار و در عین حال افزایش دوام روسازی با به تاخیر انداختن پیری آسفالت، پایداری را ارتقا می‌دهد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Waste Management and Disposal
  • ترجمه مقاله Waste Management and Disposal
  • مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • ترجمه مقاله مدیریت پسماند و دفع زباله
  • مقاله Economics and Econometrics
  • ترجمه مقاله Economics and Econometrics
  • مقاله اقتصاد و اقتصادسنجی
  • ترجمه مقاله اقتصاد و اقتصادسنجی
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.