Rheology of bituminous mastics and mortars containing crumb rubber from tyres: a novel dry-hybrid technology

This report studied the effect of crumb rubber in the asphalt mixture. The mixtures were also having limestone filler as a modifier. Mastic and mortar (mastic-fine aggregate system) mixture having different quantities of crumb rubber and limestone filler modifiers have been tested in order to find the best rutting resistance combination with an acceptable stiffness. The rheological tests on bituminous mastics and mortars have done in the laboratories in Nottingham Transport Engineering Centre (NTEC) and University of Bologna (DICAM). In the second chapter, an extensive literature review about the binders, additives, asphalt mixtures, various modelling and testing methods have been reviewed. In the third chapter, the physical and rheological properties of the binders have been investigated using both traditional devices and DSRs. The forth chapter is dedicated to finding the behaviour of the modified mastics (Binder-modifier system) with different combinations. Five different combinations of crumb rubber and limestone filler mastic tested with various methods using Dynamic Shear Rheometers. In the fifth chapter, in order to find the effect of the modifiers in the rheological properties of the complete asphalt mixture, the fine aggregates added to the same mastic combinations. In this phase, the behaviour of the system so-called mortar; binder, rubber, filler and fine aggregates) has been studied using the DSR device and the traditional tests. The results show that using fine crumb rubber reduces the thermo sensibility of the mastic (Binder Bitumen System) and improves its elasticity. Limestone filler in the other hand increases the mixture stiffness at high Frequencies. Another important outcome of this research was that the rheological properties of the mortars were following the same trend of the mastics, therefore study the rheological properties of the mastic gives an upright estimation of the mortar.

Materiali Compositi a Matrice Cementizia per i Rinforzi Strutturali

L’utilizzo degli FRP (Fiber Reinforced Polymer) nel campo dell’ingegneria civile riguarda essenzialmente il settore del restauro delle strutture degradate o danneggiate e quello dell’adeguamento statico delle strutture edificate in zona sismica; in questi settori è evidente la difficoltà operativa alla quale si va in contro se si volessero utilizzare tecniche di intervento che sfruttano materiali tradizionali. I motivi per cui è opportuno intervenire con sistemi compositi fibrosi sono: • l’estrema leggerezza del rinforzo, da cui ne deriva un incremento pressoché nullo delle masse sismiche ed allo stesso tempo un considerevole aumento della duttilità strutturale; • messa in opera senza l’ausilio di particolari attrezzature da un numero limitato di operatori, da cui un minore costo della mano d’opera; • posizionamento in tempi brevi e spesso senza interrompere l’esercizio della struttura. Il parametro principale che definisce le caratteristiche di un rinforzo fibroso non è la resistenza a trazione, che risulta essere ben al di sopra dei tassi di lavoro cui sono soggette le fibre, bensì il modulo elastico, di fatti, più tale valore è elevato maggiore sarà il contributo irrigidente che il rinforzo potrà fornire all’elemento strutturale sul quale è applicato. Generalmente per il rinforzo di strutture in c.a. si preferiscono fibre sia con resistenza a trazione medio-alta (>2000 MPa) che con modulo elastico medio-alto (E=170-250 GPa), mentre per il recupero degli edifici in muratura o con struttura in legno si scelgono fibre con modulo di elasticità più basso (E≤80 GPa) tipo quelle aramidiche che meglio si accordano con la rigidezza propria del supporto rinforzato. In questo contesto, ormai ampliamente ben disposto nei confronti dei compositi, si affacciano ora nuove generazioni di rinforzi. A gli ormai “classici” FRP, realizzati con fibre di carbonio o fibre di vetro accoppiate a matrici organiche (resine epossidiche), si affiancano gli FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix), i TRM (Textile Reinforced Mortars) e gli SRG (Steel Reinforced Grout) che sfruttano sia le eccezionali proprietà di fibre di nuova concezione come quelle in PBO (Poliparafenilenbenzobisoxazolo), sia un materiale come l’acciaio, che, per quanto comune nel campo dell’edilizia, viene caratterizzato da lavorazioni innovative che ne migliorano le prestazioni meccaniche. Tutte queste nuove tipologie di compositi, nonostante siano state annoverate con nomenclature così differenti, sono però accomunate dell’elemento che ne permette il funzionamento e l’adesione al supporto: la matrice cementizia