Abstrait

Modification de surface de la fumée de silice avec des groupes amines pour réduire l'agglomération et améliorer la résistance de l'asphalte à l'oxydation

Nader Abutalib, Sidharth Reddy Karnati, Daniel Oldham, Lifeng Zhang et Elham Fini

Cet article présente une étude rhéologique de la conception et du développement de schémas de modification de surface pour les particules de fumée de silice afin d'améliorer leur dispersion dans l'asphalte et d'augmenter la résistance au vieillissement de l'asphalte. La conception de la surface des nanoparticules implique un équilibre optimal de l'utilisation de groupes fonctionnels de surface inertes et actifs pour obtenir une agglomération minimale des nanoparticules et améliorer la réduction du vieillissement oxydatif du liant d'asphalte modifié par la fumée de silice. Des particules de fumée de silice avec différents groupes fonctionnels, y compris des groupes amine et phosphonate, ont été produites. Des études d'agglomération utilisant l'analyse SEM et du potentiel zêta indiquent que la modification du liant d'asphalte avec des particules de fumée de silice modifiées par une amine peut réduire l'agglomération des particules de fumée de silice. Les caractéristiques de performance des particules de fumée de silice fonctionnalisées et des particules de fumée de silice non fonctionnalisées sont comparées à celles de l'asphalte de base. Les hypothèses de recherche suivantes ont été étudiées : la fumée de silice améliorera la résistance au vieillissement de l'asphalte ; et les groupes amine réagiront avec un pourcentage élevé de particules de fumée de silice agglomérées dans l'asphalte pour réduire l'agglomération et augmenter la résistance au vieillissement. Un viscosimètre rotatif a été utilisé pour étudier l'effet du liant modifié par de la fumée de silice fonctionnalisée sur les propriétés à haute température du liant d'asphalte. Une analyse par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier a été utilisée pour déterminer les composés chimiques de la matrice de liant modifié par de la fumée de silice du groupe amine. La microscopie électronique à balayage a été utilisée pour observer la morphologie de surface et analyser les caractéristiques de microstructure des matériaux. En utilisant ces schémas de modification de surface, les particules de fumée de silice fluorescentes peuvent être plus facilement conjuguées aux molécules d'asphalte et utilisées comme marqueurs hautement fluorescents, sensibles et reproductibles dans les applications d'asphalte.