Effect of physicochemical heterogeneity on adhesion phenomenon between bitumen and aggregates in asphalt mixtures (2017)
Esta tesis doctoral contribuyó a avanzar en el entendimiento de la influencia de las propiedades fisicoquímicas de los materiales a nanoescala sobre el fenómeno de adhesión entre asfalto y agregados minerales en mezclas asfálticas. Diferentes técnicas a escala macroscopica, y a escala nanométrica se emplearon para el estudio de la mojabilidad, adsorción y adhesión de sistemas asfalto-agregado. Los resultados obtenidos fueron analizados para identificar sus posibles efectos sobre las propiedades de las mezclas asfálticas, y la correlación entre escala macroscópica y nanométrica fue evaluada. Una metodología para monitorear en tiempo real la adsorción de las moléculas de asfalto sobre la superficie de minerales haciendo uso de la QCM fue desarrollada, esto teniendo en cuenta que no se dispone en la literatura de aplicaciones de la QCM para la evaluación de las propiedades del sistema asfalto-agregado. A partir de los datos de obtenidos con la QCM es posible construir isotermas de adsorción para estudiar de una manera más confiable y precisa las propiedades fisicoquímicas del sistema. Se observó una buena correlación entre los resultados obtenidos a escala macroscópica de energía superficial libre y la medición de adhesión por tracción. Los resultados para el análisis de adhesión con AFM indican una mayor fuerza adhesiva entre los asfaltos con superficies de SiO2 que con CaCO3. Los datos de adsorción obtenidos con QCM siguieron la misma tendencia observada a escala macroscópica. Los datos de adsorción obtenidos con QCM mostraron la formación de una película viscoelástica sobre la superficie de los minerales empleados, que corresponde a la naturaleza viscoelástica del asfalto. El fenómeno de adsorción fue satisfactoriamente descrito por la isoterma de Freundlich para sistemas heterogéneos, lo cual confirma la influencia de la heterogeneidad fisicoquímica en el fenómeno de adhesión entre asfalto-agregado.