АДГЕЗИОННЫЕ ПРИСАДКИ К ДОРОЖНЫМ БИТУМАМ
Адгезионные присадки к дорожным битумам - это добавки, улучшающие сцепление вяжущего с поверхностью каменного материала.
Применяются для производства асфальтовых дорожных покрытий.
Адгезионные присадки предназначены для обеспечения сцепления вязких и жидких дорожных битумов с каменными материалами кислой, смешанной или основной природы при производстве асфальтобетонов и битумо-минеральных смесей. Широко известен факт разрушения дорог под воздействием воды. Симптомы этих повреждений разнообразны и включают в себя образование выемок и разрушений, выпадение щебня из поверхностного покрытия (щебеночное уплотнение), распадание поверхностных слоев, приводящих к образованию выбоин и т.д.. Лежащей в основе проблемой в микромасштабе является потеря сцепления между связующим веществом и каменным материалом.
Химическое взаимодействие между битумом и каменным материалом может быть улучшено посредством добавления небольших количеств химических веществ, изменяющих природу поверхности каменного материала и битума. Эти химические вещества известны под названием «связующие активаторы», также могут называться адгезионные присадки для производства асфальтобетона. Как известно, введение в битум адгезионной добавки способствует повышению его сцепления с каменными материалами. Это позволяет повысить водостойкость и морозостойкость асфальтобетона, а также, наряду с твердостью входящих в состав асфальтобетона минеральных материалов, адгезия влияет на износостойкость.
Адгезионные присадки к дорожным битумам облегчают распределение связующего вещества на поверхности каменного материала и помогают диспергированию наполнителей в асфальтобетонных смесях. Результатом является уменьшение количества непокрытых частиц и увеличение консистентности смеси, что облегчает уплотнение. Это является противоположностью добавления извести и цементных заполнителей, применяемых для улучшения гидравлического сопротивления смеси, придающих жесткость связующему веществу и таким образом, затрудняющих распределение.
Адгезионные присадки к дорожным битумам не только улучшают сцепление между связующим веществом и каменным материалом, вследствие их химической природы они могут замедлить затвердевание связующего вещества при старении. Битум окисляется в процессе смешивания, на протяжении хранения смеси и в более замедленном темпе на протяжении срока службы дороги. Результатом окисления является затвердевание и потеря гибкости дорожного покрытия, что приводит к его разрушению. Изменение затвердевания при старении для обработанного адгезионными добавками связующего вещества снижает тенденцию к трещинообразованию на протяжении срока эксплуатации дорожного покрытия. Комбинированное влияние улучшенного сцепления и более медленного затвердевания (старения) на протяжении срока эксплуатации дороги приводят к увеличению экономического эффекта использования адгезионных добавок.
Адгезионные присадки к дорожным битумам используются для улучшения связи между битумом и каменным материалом. Процесс сцепления может быть подразделен на две стадии:
- первая - создание связи,
- вторая - ее сохранение.
Поверхность каменного материала гидрофильная, поэтому она легко смачивается водой. Сухой каменный материал также без проблем смачивается битумом, однако, в случае увлажненной поверхности каменного материала обеспечить ее прочный контакт с битумом практически невозможно. Адгезионные добавки способствуют вытеснению воды битумом с обеспечением сильной связи между битумом и каменным материалом. Этот процесс носит название "активная адгезия". На протяжении срока службы уложенной в дорогу смеси, связь между битумом и каменным материалом постоянно подвержена воздействию воды. Адгезионные присадки к дорожным битумам предотвращают проникновение воды в пограничную зону между битумом и каменным материалом, сохраняя таким образом прочную связь и предотвращая отслоение. Этот процесс носит название "пассивная адгезия".
Одной из основных причин преждевременного разрушения дорожных покрытий и неудовлетворительного состояния автомобильных дорог является отсутствие прочного сцепления битума с поверхностью минеральных материалов, особенно кислых пород, и как следствие, недостаточная водо- и морозостойкость покрытия, приводящие к эрозии, шелушению, выкрашиванию, образованию трещин, выбоин, ям. Сцепление битума с минеральными материалами зависит как от адгезионных свойств используемых битумов, так и от минералогического состава минеральных материалов. Используемые в дорожном строительстве нефтяные битумы характеризуются разнообразием состава и сложностью физико-химической структуры, которые зависят как от природы нефтяного сырья, так и от технологии его переработки. В большинстве своем в силу подверженности процессам окисления при производстве дорожные нефтяные битумы, не обеспечивают необходимых требований по показателю сцепления с минеральными материалами.
Минеральные материалы, используемые в дорожном строительстве, характеризуются различными адсорбционными и хемосорбционными свойствами в силу разнообразия минералогического состава, определяющего кислотно-основные свойства, и физико-хими¬ческой структуры.
ВАЖНО:
Таким образом, одним из определяющих условий получения высококачественного асфальтобетона является хорошее сцепление битума с минеральным материалом, которое обеспечивается прежде всего хорошим смачиванием и химическим взаимодействием активных компонентов битума и минерального материала. Решение этой проблемы достигается применением адгезионных присадок, обладающих поверхностно-активными свойствами, способствующих усилению адсорбционных и хемосорбционных процессов на поверхности минерального материала. Наиболее эффективными по спектру действия, показателю сцепления, расходу на 1 тонну битума являются катионоактивные ПАВ, в качестве которых в дорожном строительстве чаще всего используются амидоамины, имидазолины, аминосоединения и их соли.
