Адгезия между каменным материалом и битумом

Основной причиной разрушений и преждевременного выхода из строя дорожных покрытий под воздействием влаги является присутствие воды на поверхности раздела битума и каменного материала. Разрушение под воздействием влаги может проявляться вследствии потери адгезии или когезии. Причиной является проникновение воды между битумной пленкой и поверхностью каменного материала. Отщепление битума от крупных фракций каменного материала приводит к расслоению покрытия и потере его стабильности. Кроме того, адсорбирование воды на поверхности наименьших фракций каменного материала — заполнителя (менее 75 микрон) также может оказать глубокое воздействие на когезионную прочность мастики, что приведет к разрушению в смесях плотного грансостава.

Поверхностные физико-химические свойства

По своей сути битум является гидрофобным материалом. Это означает, что он обладает отличными водоотталкивающими свойствами, но при этом не способен легко прилипать к гидрофильным поверхностям большинства разновидностей каменного материала. Следовательно, при обычных условиях гидрофильные от природы каменные материалы характеризуются большей совместимостью с водой. Это значит, что битум не способен прилипать к влажной поверхности и через определенное время может быть замещен водой. На практике степень адгезии между битумом и каменным материалом зависит от химической природы компонентов, а следовательно, от разновидности битума и типа каменного материала.

Прочие свойства каменного материала, такие как поверхностная структура, пористость, форма и абсорбирующая способность также будут оказывать влияние на степень адгезии на поверхности раздела «каменный материал/битум».

Действие адгезионной добавки на выдержанные под водой образцы. Представленный слева образец содержит адгезионную добавку.

Воздействие полярности

По специфике химического состава битум характеризуется достаточно низкой полярностью, в то время как вода имеет чрезвычайно высокую полярность. Каменный материал может быть кислого типа (при тенденции к отрицательному заряду поверхности) или щелочного типа (при тенденции к положительному заряду поверхности). К кислым каменным материалам относятся материалы с высоким содержанием кремния, а щелочные каменные материалы содержат карбонаты. На диаграмме показано содержание кремния в некоторых из наиболее распространенных типов каменного материала.

Битумы, в особенности сорта с высоким показателем кислотности, проявляют тенденцию к приобретению незначительного отрицательного заряда. Поэтому проблема слабой адгезии характерна, в основном, при применении кислых (отрицательно заряженных) каменных материалов.

Адгезионные добавки предназначены для изменения поверхностных свойств и полярности несовместимых материалов. Это облегчает установление сильной связи между битумом и каменным материалом, которая оказывает сопротивление отслаивающему действию воды в течение всего срока службы дорожного покрытия.

AkzoNobel. Адгезионные добавки. Технический бюллетень.