Sammanfattning
Huvudsökande: KTH, Maria Chiara
Asfaltbetong förlitar sig i hög grad på utvinning och bearbetning av icke-förnybara resurser. Dessa processer utarmar ändliga fossila bränslereserver och bidrar till resursknapphet. Under de senaste åren har bioasfalt framträtt som en miljömässigt ansvarig lösning för vägbyggnad och erbjuder ett lovande alternativ till oljebaserad asfalt. I det här sammanhanget har lignin, en naturlig polymer som finns i växtcellväggar, väckt uppmärksamhet som en värdefull resurs. Lignin kan utvinnas från en mängd olika kvarvarande lignocellulosiska biomassa källor, vilket gör det till en riklig biopolymer. Trots detta förblir det hittills en underutnyttjad resurs. Detta projekt syftar till att utforska möjligheten att inkludera lignin som en delvis ersättning både för råolja och mineralaggregat i asfaltbetong, med målet att uppnå flera mål: 1. Att skapa ett biobaserat bindemedel, direkt från organosolv lignin och dess derivat (lignin-nanopartiklar och snabbpyrolys biobränsle). 2. Förstå vilka strukturella egenskaper som bidrar till asfaltens prestanda och därmed möjliggör justering av ligninstrukturen mot en högpresterande bioasfaltsblandning. 3. Att vara banbrytande inom bioasfaltblandningar sammansatta av biobaserat bindemedel, lignin och jungfruliga aggregat. 4. Att analysera eventuell klusterbildning och packningsgraden i bioasfaltblandningen. 5. Att ta fram detaljerade riktlinjer för implementering av bioasfalt. Genom att utnyttja lignins potential söker denna forskning bidra till utvecklingen av hållbara och miljövänliga material för vägbyggnad. Nyckelord: lignin, biobindemedel, bioasfalt, reologi, röntgenavbildning Asphalt concrete relies heavily on the extraction and processing of non-renewable resources. These processes deplete finite fossil fuel reserves, contributing to resource scarcity. In recent years, bio-asphalt has emerged as an environmentally responsible solution for road construction, offering a promising alternative to petroleum asphalt. In this context, lignin, a natural polymer found in plant cell walls, has gained attention as a valuable resource. Lignin can be extracted from a wide range of residual lignocellulose biomass sources, rendering it an abundant biopolymer. Given its distinctive molecular structure, lignin possesses significant potential as a valuable functional additive in composite materials. Nonetheless, it remains an underutilized resource. This project endeavors to explore the feasibility of incorporating lignin as a partial substitute for both the crude oil and the mineral aggregates in the asphalt concrete, aiming to achieve different objectives: 1. To create a bio-binder, from organosolv lignin itself as it comes from the isolation process, and its derivatives (lignin nanoparticles and fast pyrolysis bio-oil). 2. Understand which structural characteristics contribute to the performance of the bitumen and in turn allow tuning lignin structure towards high performance bio-asphalt binder. 3. To pioneer a bio-asphalt mixture composed by bio-binder, lignin and virgin aggregates. 4. To analyze any clusters formation and the degree of packing in the bio-asphalt mixture. 5. To produce detailed guidelines towards the implementation of bio-asphalt. By harnessing lignin’s potential, this research seeks to contribute to the development of sustainable and environmentally friendly road construction materials. Keywords: lignin, bio-binder, bio-asphalt, rheology, X-Ray imaging