Отвердение битумов и дегтей и формирование асфальтового вяжущего вещества. Часть 2

Битум и деготь переходят из объемного состояния в пленочное с помощью порошкообразного или зернистого минерального наполнителя. Исходная вязкость этих вяжущих веществ в пленочном состоянии несколько выше, так как часть вяжущего вещества находится в адсорбционно-сольватированном состоянии. С понижением температуры возникают центры образования мицелл, их рост и увеличение концентрации переводят жидкостные пленки в состояние повышенной вязкости и ведет к структурированию. Постепенно или быстро пленки становятся вязкоупругими и твердыми. При относительно медленном отвердении пленок вяжущего вещества возрастают упорядоченность и ориентированность частиц, возможна кристаллизация, например, парафина в битумах и нафталина в дегтях.

При использовании жидких или разжиженных битумов возникает дополнительный процесс испарения легких фракций.

При формировании асфальтового вяжущего вещества необходимо использовать минеральные порошки типа кальцита, доломита, известняка с высоким положительным потенциалом и большим количеством адсорбционных центров в виде катионов Са или Mg2+, так как при структурировании битума образуются прочные физические и хемосорбционные связи - своеобразные "анкерные" контакты, крепко удерживающие битумные пленки на поверхности частиц порошков. При использовании минеральных порошков типа кварца, каолинита, гранита с высоким потении алом отрицательного знака в виде ионов кислорода 02- не происходит хемосорбции, а битумная пространственная сетка механически заполняется этими минеральными порошками.

Другие разновидности порошков с пониженным потенциалом отрицательного знака (полевой шпат, слюда, роговая обманка и т. п.) или преимущественно с нейтральной поверхностью частиц (тальк, графит) занимают по активности при взаимодействии с битумом как бы промежуточные положения.

Оптимальное содержание битума, характеризующееся сплошностью пленки минимальной толщины при минимальном количестве объемного битума в бинарной (битум-минеральной) системе асфальтового вяжущего вещества, устанавливается при проектировании оптимального состава.

В эксплуатационный период возможны процессы полимеризации и синерезиса битума или сублимация некоторых фракций дегтя, что также связано с ростом вязкости и хрупкости ИСК на основе органических вяжущих веществ. В результате этих процессов уменьшается содержание жидкой фазы, увеличивается количество ориентированных моно- и полислоев, снижается фазовом отношение, что типично и для других вяжущих веществ, выполняющих функции матричной части конгломерата.