Введение битума в минеральную смесь

Введение битума в минеральную смесь приводит к обволакиванию всех зерен пленкой. Нормальное обволакивание зерен битумом прежде всего связано со смачиванием вяжущим поверхности минерального материала. Смачивание - это процесс самопроизвольного уменьшения свободной энергии системы, состоящей из трех соприкасающихся фаз. Все три межфазные границы имеют поверхностные натяжения, которые, действуя на периметр смачивания, вызывают растекание жидкости по поверхности твердого тела. Заставляет растекаться каплю, стремится стянуть каплю к ее центру, а направленное по касательной к поверхности капли в точке соприкосновения периметра смачивания с поверхностью твердого тела, образует в этой точке краевой угол.

Поверхностное натяжение твердого тела, стремящееся растянуть каплю в пленку, должно быть больше суммы поверхностных натяжений на границе капли с воздухом и твердым телом.

Величина смачивания определяется молекулярно-поверхностными свойствами битума и минерального материала. Поверхностное натяжение битума при 25°С изменяется. С повышением температуры поверхностное натяжение битума снижается. При нанесении на твердую поверхность капли жидкости краевой угол смачивания не сразу принимает постоянное значение, а постепенно уменьшается до равновесного угла. Капля, растекаясь, преодолевает сопротивление, представляющее собой статическую силу трения, возникающую по периметру смачивания. Растекание продолжается лишь до тех пор, пока сила растекания превышает статическую силу трения. Чтобы капля растекалась, вытеснив с поверхности воздух, и чтобы установился краевой угол, отвечающий равновесному значению, требуется определенное время. Такую задержку в достижении равновесного краевого угла П.А.Ребиндер назвал гистерезисом смачивания. Вследствие гистерезиса краевой угол между жидкостью и твердым телом редко имеет постоянную величину. Обычно он изменяется в пределах между двумя крайними (наибольшим и наименьшим) значениями в зависимости от того, стремится ли жидкость растечься по сухой поверхности или отступить с предварительно смоченной.

Пары воды на поверхности минерального материала, адсорбирующиеся из воздуха, водная пленка, образующаяся из-за плохого просушивания минерального материала, и загрязненность поверхности зерен щебня пылью увеличивают гистерезис смачивания. Применяя чистые, сухие минеральные материалы, длительно перемешивая битумоминеральную смесь, можно свести вредное влияние гистерезиса смачивания до минимума.