Асфальтобетон из активированных минеральных материалов пониженной битумоемкости

Асфальтобетон из активированных минеральных материалов на протяжении длительного периода всесторонне исследован как в теоретическом, так и в практическом плане Л.Б. Гезенцвеем . Эти исследования показали, что такой асфальтобетон обладает высокими строительно-техническими и транспортно-эксплуатацнонными свойствами. Путем активации минеральных материалов можно получить асфальтобетон с заданными свойствами и надежностью.

В научных публикациях Л.Б. Гезенцвея, а также нормативных документах (ГОСТ 9128-97) отражены преимущества асфальтобетона на активированных минеральных материалах по сравнению с неактивированными. Поэтому в данном параграфе рассмотрен лишь асфальтобетон из активированных материалов с точки зрения экономии битума при его производстве.

Активация минеральных материалов ПАВ неизбежно приводит к уменьшению расхода битума за счет более равномерного распределения вяжущего по поверхности минеральных зерен. В силу хорошего смачивания, обеспеченного предварительной активацией ПАВ минеральных зерен, битум лучше распределяется в системе, меньше бывает неоднородностей в виде битумо-минеральных сгустков, меньше битумных капелек на гидрофильной поверхности.

Активация ПАВ всех минеральных компонентов (щебня, песка, порошка) способствует уменьшению расхода битума, но в наибольшей степени сказывается активация минерального порошка. Это связано с большим различием в удельной поверхности щебня, песка и порошка. На долю порошка, как известно, приходится 85-95% поверхности минеральных компонентов асфальтобетона. Поэтому, если обеспечить порошку хорошую смачиваемость битумом, на каждом зерне будет формироваться равномерная тонкая пленка. Весь битум перейдет в ориентированное состояние, асфальтовяжущее будет наиболее однородным. Практически в этом случае не образуются агрегаты из минеральных зерен, не будет поглощенного этими агрегатами битума. Активация поверхности минерального порошка также облегчит уплотняемость асфальтобетонной смеси и тем самым снизит пористость минеральной части. Из данных Л. Б. Гезенцвея видно, что расход битума в горячем и теплом, песчаном асфальтобетоне при замене неактивированных порошков на активированные уменьшается на 27- 30%, а в холодном асфальтобетоне на 24%.

Расчеты показывают, что активированные минеральные порошки обладают значительно меньшей битумоемкостью, чем неактивированные. Так, битумоемкость известнякового минерального порошка (частицы мельче 0,071 мм) составляет 16%, а известняковых активированных 8%. Но на активированных минеральных зернах имеется пленка активирующей смеси толщиной 0,05-0,1 мкм. Учет 2-3% активирующей смеси, ушедшей на активацию минерального порошка, все же снижает битумоемкость известнякового порошка после его активации с 16 до 10-11%.

Повышение битумоемкости активированного кварцевого песка по сравнению с исходным объясняется увеличением удельной поверхности в результате механической активации, а главное - в результате образования на свежеобнаженной поверхности кварцевых зерен силикатов кальция. Расчеты показывают, если битумоемкость кварцевого песка с исходной гранулометрией 3,8%, то после активации она составляет 4,9%.

Таким образом, активация минеральных материалов ПАВ, а также активирующей смесью (ПАВ + битум), снижает битумоемкость минеральных материалов, а активация гидратной известью повышает битумоемкость. Поэтому с целью снижения расхода, битума активация минеральных компонентов асфальтобетона должна осуществляться ПАВ или активирующей смесью. Такие мероприятия дают экономию битума в асфальтобетоне до 30%.