Абстрактный

Modificación de la superficie del humo de sílice con grupos amina para reducir la aglomeración y mejorar la resistencia del asfalto a la oxidación

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

Este artículo presenta un estudio reológico del diseño y desarrollo de esquemas de modificación de superficie para partículas de humo de sílice para mejorar su dispersión en asfalto y aumentar la resistencia al envejecimiento del asfalto. El diseño de la superficie de las nanopartículas implica un equilibrio óptimo del uso de grupos funcionales de superficie inertes y activos para lograr una aglomeración mínima de las nanopartículas y mejorar la reducción del envejecimiento oxidativo del ligante asfáltico modificado con humo de sílice. Se produjeron partículas de humo de sílice con diferentes grupos funcionales, incluidos grupos amina y fosfonato. Los estudios de aglomeración utilizando SEM y análisis de potencial zeta indican que la modificación del ligante asfáltico con partículas de humo de sílice modificadas con amina puede reducir la aglomeración de las partículas de humo de sílice. Las características de rendimiento de las partículas de humo de sílice funcionalizadas y las partículas de humo de sílice no funcionalizadas se comparan con las del asfalto base. Se investigaron las siguientes hipótesis de investigación: el humo de sílice mejorará la resistencia al envejecimiento del asfalto; y los grupos amina reaccionarán con un alto porcentaje de partículas de humo de sílice aglomeradas en el asfalto para reducir la aglomeración y aumentar la resistencia al envejecimiento. Se utilizó un viscosímetro rotacional para estudiar el efecto del aglutinante modificado con humo de sílice funcionalizado sobre las propiedades de alta temperatura del aglutinante de asfalto. Se utilizó el análisis de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier para determinar los compuestos químicos de la matriz del aglutinante modificado con humo de sílice del grupo amina. Se utilizó microscopía electrónica de barrido para observar la morfología de la superficie y analizar las características de microestructura de los materiales. Usando estos esquemas de modificación de la superficie, las partículas de humo de sílice fluorescentes se pueden conjugar más fácilmente con moléculas de asfalto y usarse como etiquetas altamente fluorescentes, sensibles y reproducibles en aplicaciones de asfalto.