État de la recherche et tendances de développement des composites d'asphalte modifiés au graphène dans les domaines de l'ingénierie au pays et à l'étranger

L'application du graphène, un nanomatériau de carbone bidimensionnel doté d'une structure spéciale et d'excellentes performances, au génie civil peut améliorer considérablement les performances des matériaux d'ingénierie et élargir le champ d'application du graphène. En examinant l'état de la recherche et les tendances de développement des composites graphène-asphalte dans le domaine du génie civil au pays et à l'étranger ces dernières années, il a été constaté que l'incorporation de graphène dans l'asphalte améliore ses performances routières, mais il y a un manque de recherches pertinentes, telles que la caractérisation fine de la structure graphène-asphalte. mécanisme d'action du comportement unique du graphène-asphalte, la loi de changement des caractéristiques comportementales clés du graphène-asphalte et du mélange d'asphalte, et le système de matériau composite graphène-asphalte. Le graphène a été incorporé dans le brai 70, et le mélange de brai de graphène a été initialement exploré à l'aide de méthodes de recherche macroscopiques et microscopiques. avion; l'incorporation de graphène améliore considérablement le comportement de l'asphalte, notamment à basse température.

Le graphène est un nanomatériau bidimensionnel en forme de nid d'abeille formé par hybridation d'atomes de C avec des orbitales électroniques sp2. Ces dernières années, le graphène est devenu un point chaud de la recherche dans les domaines de l'électronique, de l'information, de l'énergie, des matériaux, de la protection de l'environnement et de la biomédecine en raison de sa structure unique, de ses excellentes propriétés et de ses larges perspectives d'application [1−11]. Que ce soit dans la recherche théorique ou dans les applications techniques, le graphène et ses matériaux composites dérivés du graphène ont montré une grande importance et application scientifique. potentiel.En Chine, le graphène et ses dérivés associés avec des couches d’atomes de carbone entre 1 et 10 couches sont collectivement appelés matériaux de graphène. Parmi eux, le graphène a une structure quasi bidimensionnelle formée d’atomes de carbone simples. Dans le même temps, la couche de carbone du graphène peut être combinée avec -NH2, -COOH, -OH, -C=O et -O- et d'autres groupes fonctionnels pour former du graphène fonctionnalisé, qui comprend actuellement principalement l'oxyde de graphène (GO) et le graphène aminé (TNRGON). L'application de matériaux de graphène au domaine du génie civil et la conduite de recherches sur les matériaux composites graphène-asphalte peuvent permettre aux matériaux d'ingénierie dans différents environnements d'obtenir de meilleures performances et une durée de vie plus longue, de réduire les coûts de service et également de fournir aux matériaux de graphène des propriétés fonctionnelles. propriétés. Les applications chimiques offrent une nouvelle direction de développement.À l'heure actuelle, la recherche sur les matériaux asphaltiques modifiés par des composites de graphène dans le domaine de l'ingénierie au pays et à l'étranger en est encore au stade d'exploration préliminaire, et de nombreux problèmes de théorie et d'application pratique doivent être résolus de toute urgence.

1. État de la recherche sur les nanomatériaux de carbone et les brais composites de graphène

1.1 État actuel de la recherche étrangère

Dans le domaine de la recherche sur les asphaltes modifiés par des nanomatériaux de carbone, MICHELL et al. [12] ont étudié l'asphalte routier unidimensionnel modifié par des nanotubes de carbone et ont estimé que l'asphalte composite à base de nanotubes de carbone pourrait améliorer les performances de l'asphalte à haute température.YAO et al. [13] ont utilisé des nanofeuilles de graphite multicouches pour améliorer les performances de l'asphalte à haute et basse température ; BRCIC [14] a étudié l'effet des nanofeuilles de graphite sur le comportement de l'asphalte grâce à la classification SHRP-PG et a estimé que la durabilité de l'asphalte modifié était améliorée et que le module d'élasticité était amélioré. [15-16] pensaient que les nanofeuilles de graphite pouvaient améliorer la sensibilité de l'asphalte à la température, augmenter sa résistance, raccourcir considérablement le processus de compactage des mélanges bitumineux et convenir aux environnements à plus basse température. ZHOU et al. [17] ont utilisé la simulation moléculaire pour évaluer les propriétés thermomécaniques de l'asphalte modifié au graphène/nanotubes de carbone et ont estimé que les propriétés thermomécaniques de l'asphalte étaient significativement améliorées après l'ajout de graphène ou de nanotubes de carbone ; ZENG et coll. [18] pensaient que l'oxyde de graphite graphène pouvait améliorer les propriétés à haute température, à basse température et anti-vieillissement de différents types d'asphalte ; LAM [19] estime qu'une teneur plus élevée en oxyde de graphène peut améliorer la résistance, la consistance, la déformation et le point de ramollissement de l'asphalte.HABIB et al. [20] pensent que l'asphalte à l'oxyde de graphène contribue à améliorer la résistance à la déformation de la chaussée et à réduire l'orniérage de la chaussée.LIU et al. [21] ont constaté que l'ajout d'un mélange d'asphalte modifié au graphène et à un composite de fibres de carbone peut conduire à un certain degré d'amélioration de la stabilité Marshall, de la stabilité résiduelle et de la stabilité à l'orniérage du mélange d'asphalte, et qu'il est bénéfique pour la résistance du béton bitumineux à la déformation. auto-surveillance.LIU et al. [22] ont constaté que l'oxyde de graphène améliorait considérablement la viscosité, l'élasticité à haute température et la résistance à la déformation permanente de l'asphalte PG 64-22. Lors de l'utilisation d'oxyde de graphène, de liant asphaltique mélangé à chaud et d'huile de cuisson usagée pour modifier l'asphalte, les performances à haute température et à basse température. Les recherches de MORENO-NAVARRO et al. [23] ont montré que le graphène produirait une réponse plus efficace dans le liant asphaltique, mais sa capacité de récupération élastique n'était pas aussi bonne que celle d'autres modificateurs d'asphalte. De plus, dans la modification composite, le graphène pourrait augmenter la conductivité thermique en augmentant la conductivité thermique. La transmissibilité pour réduire la sensibilité thermique d'autres adhésifs.[24-25] a montré que l'octadécylamine (ODA) était greffée sur la surface de nanofeuilles graphitiques (GNP) pour générer des complexes ODA-GNP par liaison covalente, puis que les PNB étaient combinés avec les ODA-GNP. L'asphalte modifié SBS modifié par composé peut améliorer la ductilité, le point de ramollissement, la perméabilité, la viscoélasticité, la résistance à l'orniérage à haute température et la compatibilité de l'asphalte modifié secondaire. À la surface des nanofeuilles de graphite, des composites (PS-GNP) se sont formés et de l'asphalte modifié au SBS a été modifié avec du GNP et du PS-GNP, et les performances ont été améliorées. Les recherches de Wang et al. [26−28] ont montré que l'utilisation de nanofeuilles de graphite en flocons et de graphite expansé pour composer des matériaux asphaltiques modifiés peut entraîner une augmentation de la viscosité de l'asphalte, une diminution de l'énergie d'activation, une augmentation de l'absorbance et de la conductivité thermique, et peut améliorer efficacement la récupération du mélange asphaltique après fracture. La capacité d'énergie et de résistance améliore la capacité de guérison du mélange asphaltique et la conductivité augmente avec l'augmentation du graphite. Les recherches de LI et al. [29] ont montré que lorsque l'oxyde de graphène était mélangé avec un liant bitumineux, GO se décomposait pour libérer du CO2 gazeux, il n'y avait pas de réaction chimique avec le liant bitumineux et la structure GO était complètement décollée et dispersée dans le liant bitumineux. couche unique.LIU et al. [30] ont montré que l'ajout d'une trace d'oxyde de graphène peut améliorer la viscosité à température de pavage, l'élasticité à haute température et la résistance à l'orniérage des adhésifs non modifiés/modifiés par SBS. Le mécanisme de modification de GO sur les adhésifs non modifiés comporte une réaction chimique et une réaction physique, mais seule une réaction physique existe dans les adhésifs modifiés au SBS. GUO et al. [31] ont utilisé de la poudre de graphite mélangée à des NTC comme liant d'asphalte, ce qui pourrait améliorer les propriétés mécaniques de l'asphalte à haute température.YAO et al. [32] ont utilisé des nanofeuilles de graphite pour modifier l'asphalte, ce qui a réduit l'énergie d'activation de l'asphalte et amélioré les propriétés à haute et basse température, le module de cisaillement complexe et la résistance du mélange d'asphalte à l'orniérage et aux dégâts des eaux. CHENG et al. [33] ont développé une technique pour générer de grandes feuilles de graphène sur des surfaces asphaltées. LIU et al. [34] ont utilisé le brai de pétrole comme matière première pour préparer des réseaux de graphène 3D par dépôt chimique en phase vapeur et ont prouvé que le brai est l'une des sources de carbone appropriées pour le graphène 3D.

1.2 Statut de la recherche nationale

L'asphalte est un composé polymère extrêmement complexe. Par rapport à la modification par polymère (comme le SBS), l'utilisation de nanocomposites pour modifier l'asphalte peut obtenir de meilleures performances, un liant d'asphalte plus stable et plus durable [35−36]. Les recherches de Sun Lu et al. [37−38] montrent que la modification de la surface des nanoparticules a un impact significatif sur les performances de l'asphalte, et on pense que le mélange d'asphalte nano-modifié a d'excellentes performances routières globales. En mai 2018, l'équipe de Shen Peikang a installé avec succès de l'asphalte modifié au caoutchouc composite de graphène sur le tablier principal du pont de Nanning, et a estimé que les performances à haute température, à basse température, les performances de réduction du bruit et les performances de liaison de la chaussée du tablier du pont ont été améliorées [39], Cependant, le mécanisme de modification composite de l'interaction entre le graphène et l'asphalte de caoutchouc n'est toujours pas claire. Huang Jinyu et al. [40] ont mélangé le modificateur SBS et le graphène dans l'asphalte de base et ont découvert que le graphène augmentait la consistance de l'asphalte modifié au SBS et améliorait les performances de l'asphalte à haute température, mais que les performances de l'asphalte à basse température étaient détériorées. Liu Yu et al. [41] ont exposé l'application du graphène dans les routes intelligentes. En appliquant un système de récupération d'énergie au graphène et un système d'énergie routière, les accidents de la route peuvent être réduits et des idées de développement et des solutions pour les futures routes intelligentes peuvent être fournies. Li Qizhong [42] a découvert que l'ajout de nano-graphite directement à l'asphalte peut améliorer dans une certaine mesure la sensibilité à la température et la stabilité à haute température de l'asphalte. Conclusion, et il n'y a pas de conclusion claire de la recherche sur l'indice à utiliser pour juger. Han Shan [43] a découvert que lors de l'utilisation de capsules de graphène pour réparer les fissures de l'asphalte, le temps et l'effet de réparation sont meilleurs que la capacité de réparation de l'asphalte lui-même.

Le pont de Nanning adopte la technologie d'asphalte modifié en caoutchouc composite de graphène pour le revêtement du tablier du pont, ce qui est la première fois au monde. Le pont de Nanning a été achevé en 2009 et est l'un des bâtiments emblématiques du Guangxi. Parce qu'il s'agit d'une structure à poutres-caissons en acier, après près de 9 ans d'exploitation à trafic intense, le tablier du pont a souffert de maladies graves. Le 27 mars de cette année, le bureau de gestion de l'ingénierie municipale de Nanning a commencé à procéder à une rénovation complète du pont. Parmi eux, la technologie d'asphalte modifié en caoutchouc composite de graphène développée conjointement par l'équipe du professeur Shen Peikang de l'Université du Guangxi et de Guangxi Zhenglu Machinery Technology Co., Ltd. a été utilisée pour réaliser le tablier du pont. La chaussée résout de nombreux problèmes susceptibles de survenir sur les tabliers de pont à poutres-caissons en acier.

Pour résumer, dans le domaine des transports, il existe peu de recherches connexes sur le système composite graphène (sans oxyde de graphène)/asphalte au pays et à l'étranger. Les principales raisons sont : 1) Les quelques études existantes ont utilisé des nanofeuilles de graphite. L'oxyde de graphène est la matière première du modificateur. Les premiers ne peuvent pas répondre au nombre de couches de carbone (<10 couches) requis par la norme de définition du graphène. Démontrer les propriétés uniques du graphène ; dans le même temps, le matériau manque de caractérisation structurelle fine (nombre de couches de carbone, répartition de l'épaisseur, taille du plan, structure, etc.) et l'influence de l'échelle de graphène sur les propriétés de l'asphalte ne peut pas être obtenue.2) L'état de distribution spatiale et le mode d'interaction interfaciale des nanofeuilles de graphène dans l'asphalte sont inconnus, la structure graphène/asphalte n'a pas de paramètres et l'effet de l'état de dispersion (distribution) sur les propriétés du système composite (relation structure-activité) n'a pas de conclusion claire. Le mécanisme d'interaction microscopique du brai de graphène n'a pas été étudié en profondeur.3) La recherche sur les caractéristiques de comportement du système de matériaux composites n'est pas systématique et complète, et les règles de changement des caractéristiques de comportement clés du brai de graphène et du mélange asphaltique n'ont pas été maîtrisées, et le modèle de comportement n'a pas été établi. les composites graphène-asphalte routiers hautes performances ne sont pas clairs. Au sens strict, le mécanisme d’amélioration synergique, l’état structurel, les propriétés physicochimiques et les propriétés comportementales du système composite graphène/asphalte doivent être étudiés plus en profondeur et systématiquement.

2. Etude préliminaire sur l'asphalte modifié au graphène

2.1 Intercalation et exfoliation de poix sur graphène

Dans la littérature [44-45], le mélange de 2 % de graphite expansé (ajouté extérieurement, en termes de pourcentage massique d'asphalte) et d'asphalte de qualité Zhonghai 70#A a été mélangé à une température de 180 °C et une vitesse de rotation de 5 000 tr/min pendant 3 h. Après cisaillement mécanique, le graphite expansé dans le brai chaud (échantillon A) a été élué du brai avec un solvant, et les changements de morphologie ont été observés au microscope électronique à balayage (MEB) KYKY2800B. La figure 1 montre la comparaison de la morphologie SEM du graphite expansé élué à partir du brai chaud. en raison d'un mouvement thermique aléatoire et ont la forme d'une gaze. L'épaisseur des feuilles est estimée entre plusieurs couches et des dizaines de couches. Du graphène est formé. Les feuilles de graphène résultantes ont été partiellement dispersées dans l'asphalte, ce qui est similaire à la structure et à la morphologie SEM du graphène préparé chimiquement dans la littérature [46] (comme le montre la figure 1 (b)).

Les mêmes échantillons de mélange de graphène et de brai ont été utilisés pour mener des expériences de diffraction des rayons X (DRX). Selon le calcul de l'équation de Bragg, il a été constaté que certaines chaînes moléculaires de brai étaient insérées entre les feuilles de graphite expansé, ce qui élargissait l'espacement intercouche et formait des nanostructures intercalées. (feuille de graphène). La figure 2 montre le motif XRD du matériau. En effet, certains composants du brai chaud pénètrent entre les feuilles de graphène exfoliées, ce qui empêche efficacement les feuilles de graphène de s'intercaler. Force inter-π-π.

Les études ci-dessus ont prouvé que le graphène a une affinité pour l'asphalte et peut être intercalé ou exfolié par l'asphalte chaud, ce qui rend plus réalisable la préparation de l'asphalte au graphène grâce à la technologie de modification des matériaux composites. Si le graphène est uniformément dispersé dans l'asphalte, il est très susceptible de modifier et d'améliorer considérablement diverses propriétés de l'asphalte.

2.2 Simulation préliminaire de dynamique moléculaire de l'interaction entre les asphaltènes et le graphite

Les méthodes de dynamique moléculaire sont des outils puissants pour étudier les systèmes de matière condensée et sont largement utilisées dans la science des matériaux, la biophysique et la conception de médicaments. À l'aide du logiciel materialsstudio, le modèle d'asphaltène a été optimisé et le système NPT a été utilisé pour simuler la condition de temps de relaxation de 2 ns, et le calcul de dynamique moléculaire de l'interaction entre l'asphaltène et la surface du graphite a été effectué. La figure 3 montre le modèle informatique de dynamique moléculaire (MD) de l'interaction des asphaltènes avec la surface du graphite. dans les mêmes conditions de calcul de simulation, pour le système de matériaux adsorbés avec un numéro atomique de 3000, l'énergie d'adsorption de la surface de l'asphaltène et du graphite est équivalente à celle de la molécule de résine époxy (E51), et constitue la différence entre l'énergie d'adsorption de la molécule d'eau et de la surface du graphite. Il représente 94 % de celui de l'azote méthylpyrrolidone (NMP, un solvant de dispersion de graphène couramment utilisé), ce qui indique qu'il existe une forte interaction entre les asphaltènes et les feuilles de graphite, et que le graphène a un impact sur la structure des colloïdes d'asphalte. L'asphalte lui-même est une structure colloïdale avec des asphaltènes solides comme dispersions. Étant donné que les asphaltènes sont des structures en forme de flocons d'hydrocarbures aromatiques condensés, ces molécules de flocons ont des interactions π-π de cycles aromatiques, ce qui donne lieu à certains asphaltènes également empilés en couches. La structure existe.La figure 4 montre la simulation de la structure supramoléculaire formée par l'interaction des asphaltènes et du graphite.Grâce à une analyse informatique, il est supposé que l'interaction entre la feuille d'asphaltène et la feuille de graphène géante (par rapport à la feuille d'asphaltène) est plus forte que l'interaction entre les feuilles individuelles de l'asphaltène lui-même.Par conséquent, en adsorbant les molécules monocouches d'asphaltènes sur la surface du graphène, il est très possible de séparer la structure empilée des asphaltènes pour former un structure supramoléculaire avec des feuilles de graphène comme plan basal.

2.3 Etude préliminaire sur les propriétés du brai de graphène

En prenant l'asphalte de base Zhonghai n° 70 comme référence d'asphalte d'origine, en utilisant du graphène produit par Deyang Carbon Technology Co., Ltd., en définissant exactement les mêmes conditions de test, en utilisant une méthode de cisaillement mécanique forte (5 000 tr/min, 160 ℃, 30 min), des mélanges de brai de graphène à cisaillement à grande vitesse avec différentes teneurs en graphène (0,5 %, 1,0 %, 2,0 % et dopage externe) ont été préparés, et la pénétration, dynamométrique la ductilité, le point de ramollissement et la viscosité Brookfield à 135°C ont été testés [48-49]. Plusieurs expériences parallèles ont été réalisées et les données ont été résumées après une analyse normale, comme le montrent les tableaux 1 à 3.

Le tableau 1 montre l'effet de la qualité d'incorporation du graphène et de la température d'essai sur la pénétration et le point de ramollissement du mélange de brai de graphène. Il ressort du tableau 1 qu'avec l'augmentation de la teneur en graphène, la loi de changement de pénétration du mélange de brai de graphène n'est pas significative entre 5 et 25 °C, mais à 30 °C, la pénétration du mélange montre une tendance à la baisse, indiquant que le graphène Le mélange d'asphalte peut durcir l'asphalte lorsque la température est plus élevée. Dans le même temps, le point de ramollissement du mélange graphène-asphalte est supérieur à celui de l'asphalte de base, ce qui prouve que l'incorporation de graphène peut améliorer les performances de l'asphalte à haute température. La loi changeante du point de ramollissement nécessite une étude plus approfondie.

Le tableau 2 montre les effets de la qualité d'incorporation du graphène et de la température d'essai sur la ductilité dynamométrique des mélanges graphène-brai. Il ressort du tableau 2 qu'à la même température, avec l'augmentation de la quantité de dopage au graphène, la résistance à la traction du mélange augmente continuellement, indiquant que le graphène peut grandement améliorer la capacité de l'asphalte à résister à la déformation ; lorsque la température d'essai est de 10 ~ 15 °C, le brai de graphène. La ductilité du mélange est inférieure à la ductilité de l'asphalte matriciel, mais la force de traction augmente, ce qui prouve que l'incorporation de graphène a un effet sur la viscoélasticité de l'asphalte et que sa régularité doit encore être étudiée plus en détail. Le mélange graphène-brai augmente avec l'augmentation de la teneur en graphène. Lorsque 2,0 % de graphène est ajouté, la ductilité de l'asphalte augmente considérablement, la ductilité atteint 7,73 cm, soit 33,6 fois celle de l'asphalte de base, la force de traction maximale est 2,4 fois celle de l'asphalte de base, et même plus de 1,5 fois celle de l'asphalte modifié SBS [50], et l'énergie de rupture requise est la plus grande. Des études ont montré que le graphène peut grandement améliorer la ténacité à la rupture et la résistance à la traction de l'asphalte. dans un environnement à basse température et a un effet d'amélioration significatif sur les propriétés mécaniques de l'asphalte.

Le tableau 3 montre l'effet de la qualité d'incorporation du graphène sur la viscosité Brookfield des mélanges de brai de graphène. Il ressort du tableau 3 qu'avec l'augmentation de la qualité d'incorporation du graphène, la viscosité du mélange augmente progressivement, ce qui prouve une fois de plus que l'incorporation de graphène entraîne des modifications de la viscoélasticité de l'asphalte, ce qui améliore considérablement les performances à haute température de l'asphalte.

Les paramètres rhéologiques du mélange graphène-asphalte ont été testés par test rhéologique de cisaillement dynamique, et la règle de changement de viscoélasticité a été trouvée. Le test correspondant a été réalisé sur le rhéomètre de cisaillement dynamique BohlinDSRI. Le mode de contrôle de déformation a été utilisé, la déformation a été réglée à 12 % et le diamètre était un grand arbre rotatif de 25 mm, un petit espace de 1 000 μm ; la vitesse d'oscillation de test est de 10,0 rad/s et les données de test de classification SHRP-PG de mélanges de brai de graphène avec différents contenus sont présentées dans le tableau 4.

Il ressort du tableau 4 qu'en raison de la large plage de température de la classification PG à haute température SHRP, il existe des cas où le mélange de brai de graphène avec une teneur en graphène différente et le pas de matrice sont au même niveau de température, et le niveau de température élevée est PG64, mais la teneur réelle en graphène était de 1,0 % et 2,0 %, la qualité à haute température du mélange asphaltique était proche de PG70. C'est-à-dire le facteur anti-orniérage G*/sinδ augmente considérablement avec l'augmentation de la teneur en graphène, ce qui indique que la capacité de récupération élastique et la capacité anti-orniérage de l'asphalte sont continuellement améliorées et que les performances à haute température ont été considérablement améliorées.

L'effet du graphène sur les propriétés de l'asphalte a continué à être évalué à l'aide d'un test de récupération au fluage répétitif multi-contraintes (MSCR). Le test a été réalisé sur un rhéomètre de cisaillement dynamique BohlinDSRI en mode contrôle de contrainte avec des contraintes de 0,1 et 3,2 kPa et une température d'essai de 64°C. Chaque cycle de fluage est chargé pendant 1 s et déchargé pendant 9 s, et le nombre de répétitions est de 100 [52]. Les résultats des tests sont présentés dans le tableau 5.

Selon le tableau 5, les propriétés des mélanges de brai de graphène avec différentes qualités d'incorporation en termes de récupération de déformation peuvent être distinguées de manière significative. Avec l'augmentation de la teneur en graphène, la conformité au fluage non récupérable sous une contrainte de 0,1 et 3,2 kPa a montré une tendance à la baisse et le taux de récupération élastique a montré une tendance à la hausse, ce qui prouve que l'incorporation de brai de graphène a une grande influence sur les propriétés rhéologiques du brai. .Sous faible contrainte, la capacité de récupération élastique du mélange graphène-asphalte à 0,5 % est nettement supérieure à celle de l'asphalte matriciel, et la capacité de récupération élastique du mélange graphène-asphalte à 1,0 % et 2,0 % est très significative ; à un niveau de contrainte élevé, le taux de récupération moyen des mélanges graphène-asphalte à trois doses est élevé et la conformité au fluage non récupérable est faible, ce qui prouve que l'incorporation de graphène rend la capacité de récupération élastique de l'asphalte bonne et que la déformation plastique permanente résiduelle est faible.

De l’analyse ci-dessus, il ressort que l’incorporation de graphène a un impact significatif sur le comportement de l’asphalte et peut améliorer ses caractéristiques. Cependant, en raison de la méthode de préparation imparfaite des matériaux composites dans l'étude, les propriétés uniques du graphène ne peuvent pas être pleinement démontrées et l'asphalte de graphène ne peut pas être révélé. Le mécanisme d'action des matériaux composites et l'établissement de théories directrices, pour la sélection et l'action des tensioactifs, l'évaluation de l'homogénéité des matériaux composites, l'efficacité de l'intercalation, les caractéristiques des changements à l'échelle nanométrique, la corrélation et l'influence des facteurs, les caractéristiques comportementales et leurs lois changeantes et d'autres questions scientifiques clés. Tous deux nécessitent des recherches approfondies.

3. Conclusion

1) L'état de la recherche et les tendances de développement des matériaux composites à base d'asphalte modifié au graphène dans le domaine du génie civil au pays et à l'étranger sont examinés, et on pense que la recherche actuelle en est encore à ses premiers stades d'exploration.

2) Les matériaux en graphène peuvent améliorer diverses propriétés des matériaux asphaltiques ; cependant, des questions clés telles que le système de composition des matériaux et la méthode de préparation, le mécanisme de fonctionnement de la synergie et du système de support théorique, ainsi que la loi de changement des principales caractéristiques comportementales doivent être étudiées plus en détail.

3) Le graphène a une affinité pour l'asphalte, et le graphène peut être intercalé ou exfolié par l'asphalte chaud pour former une structure supramoléculaire avec des feuilles de graphène comme plan basal et améliorer considérablement le comportement du mélange.

4) Les résultats de la recherche fournissent une base de recherche et des preuves de l'utilisation du graphène pour améliorer de manière globale les matériaux asphaltiques et ont des effets d'éclairage et de promotion sur la préparation et l'application de l'asphalte graphène à l'aide de la technologie de modification des composites.

Zhang Xia, Huang Gang, Zhou Chao, Yuan Xiaoya, He Junxi, Feng Manman, Liu Zhao (Laboratoire commun national et local d'ingénierie pour les matériaux de transport et de génie civil de l'Université Jiaotong de Chongqing, Chongqing, 400074)

Source : Journal of Central South University (Natural Science Edition) juillet 2019

Auteur : Huang Gang, Ph.D., professeur, engagé dans la recherche sur les structures routières et les matériaux, E-mail : hg_2004 126.com