AsfaltschadeAsfalt herstelt zichzelf

2010, mei - Materialen die zichzelf herstellen, dat zou mooi zijn. Constructies gaan langer mee, reparaties zijn niet meer nodig, of in ieder geval minder vaak. Het gebruik van grondstoffen wordt verminderd, de belasting voor het milieu wordt gereduceerd. In het geval van zelfherstellende wegen zou het ook een deel van het fileprobleem oplossen. Ook uit kostenoogpunt zijn er natuurlijk enorme voordelen. De eerste onderzoeken zijn veelbelovend.

In 2007 startte  een IOP-programma gefinancierd door de overheid (Agentschap NL), waarbij in de eerste fase ongeveer 10 miljoen euro beschikbaar was voor onderzoek naar zelfherstellende materialen, ook naar zelfherstellend asfalt, onderzoek dat werd uitgevoerd bij de TU Delft in nauwe samenwerking tussen het Microlab en de sectie Weg- en railbouwkunde. Industriële partners Breijn-Heijmans, Intron en Altravie dragen bij aan het project met zeer buikbare praktische kennis en inzicht, meetapparatuur en materialen.

Het project richt zich op het inbouwen van een self healing mechanisme in ZOAB, zodanig dat het ZOAB zichzelf continu kan repareren als er microscheurtjes ontstaan. Het doel is om de functionele gebruikslevensduur te verhogen met een aantal jaren (bijvoorbeeld voor de toplaag van tweelaags ZOAB van zeven naar twaalf jaar). Twee mechanismes worden onderzocht om de duurzaamheid van de ZOAB-deklaag te verbeteren.

Het eerste is een zogenaamd passief self healing mechanisme. In capsules opgeslagen chemicaliën worden toegevoegd aan het bindmiddel. Als de stijfheid van het bindmiddel toeneemt ten gevolge van veroudering zullen de capsules breken, de chemicaliën worden opgenomen in het bindmiddel en de schade in het materiaal zal herstellen, wat betekent afname van de stijfheid en reparatie van de bindingseigenschappen.
Het principe van dit mechanisme is weergegeven in onderstaand figuur.


Zelfherstellend ZOAB

 















Self healing van ZOAB met ingekapselde chemicaliën

In de tweede benadering wordt gebruik gemaakt van een actief self healing mechanisme. Hierbij is hulp van buiten nodig om het healingproces te starten. Hiertoe wordt het materiaal lokaal verwarmd waardoor het bindmiddel wordt hersteld en de eigenschappen verbeterd. In dit tweede geval worden korte staalwolvezels toegevoegd aan het bindmiddel. Hierdoor wordt het geleidingsvermogen van het asfalt lokaal sterk verbeterd en kan gebruik worden gemaakt van inductie-energie om de temperatuur te verhogen. Hierdoor smelt het bitumen en vloeien de scheurtjes weer dicht. Het principe van deze methode is zichtbaar in het onderstaande figuur.
Beide methodes zijn nu uitgebreid getest in het laboratorium. De resultaten zijn verbluffend. Het lijkt echt te werken


Zelfherstellend ZOAB
















Self healing van ZOAB met behulp van inductie-energie


(Civiele Techniek nummer 4 2010, auteur: dr.ir. Erik Schlangen, ir. Martin van de Ven, dr. Alvaro Garcia Quanto Liu (MSc), TU-Delft, Civiele Techniek en Geowetenschappen.0

 

De eerste resultaten in de praktijk (zomer 2012)>

Filmpje>

Blog>