Analisi delle proprietà adesive e di viscosità di bio-leganti modificati

The transition from an intensive and linear production system to a model based on sustainability has been at the center of the political and social debate in recent years. Even in the engineering field, this conversion is essential in order to limit the depletion of natural energy sources and favor the development of renewable and more sustainable materials. In the motorway field, the main material for the construction of flexible pavements is bitumen, a by-product of petroleum, a raw material whose depletion is estimated in about 50 years. Therefore, in order to replace bitumen with a more sustainable material, research has moved into the field of bio-binders, such as, for example, vegetable oil-based binders, lipid-based binders extracted from microalgae, lignin-based binders and binders based on bio-oil deriving from the processing of pig manure. This thesis work investigates the adhesive and viscosity properties of lignin-modified bio-binders through an experimental program consisting of an initial viscosity analysis conducted at mixing and application temperatures, a subsequent verification of resistance to storage at high temperatures and finally a study on the adhesive/cohesive properties with the use of substrates of calcareous and basaltic aggregates, commonly used in road construction.

Il passaggio da un sistema produttivo intensivo e lineare ad un modello basato sulla sostenibilità è al centro del dibattito politico e sociale degli ultimi anni. Anche in ambito ingegneristico questo conversione è fondamentale al fine di limitare l'esaurimento delle fonti energetiche naturali e prediligere lo sviluppo di materiali rinnovabili e più sostenibili. In campo autostradale, il materiale principale per la realizzazione di pavimentazioni flessibili è il bitume, un sottoprodotto del petrolio, materia prima di cui si stima l’esaurimento tra circa 50 anni. Al fine quindi di sostituire il bitume con un materiale più sostenibile, la ricerca si è mossa nel campo dei bio-leganti, come ad esempio leganti a base di olii vegetali, leganti a base di lipidi estratti dalle microalghe, leganti a base di lignina e leganti a base di bio-olio derivante dalla lavorazione del letame suino. Il presente lavoro di tesi indaga le proprietà adesive e di viscosità di bio-leganti modificati con lignina mediante un programma sperimentale costituito da una prima analisi della viscosità condotta alle temperature di miscelazione e posa in opera, da una successiva verifica della resistenza allo stoccaggio alle alte temperature ed infine uno studio sulle proprietà adesive/coesive con utilizzo di substrati di aggregati calcarei e basaltici, comunemente utilizzati nell’ambito delle costruzioni stradali.