بهبود چسبندگی قیر/سنگدانه در آسفالت
بهطورمعمول، چسبندگی قیر به سنگدانه مشکل نیست. بههرحال در حضور آب ممکن است مشکلات ناخواسته مربوط به چسبندگی اتفاق بیافتد. تعدادی از روشهای سنتی برای کاهش احتمال این اتفاقات استفاده میشود، یعنی بهوسیله قیرهای با ویسکوزیته بالا، آهک هیدراته یا عوامل فعال سطح که پیوند بین سنگدانه و قیر را بهبود میدهند. درحالیکه اصلاح ویسکوزیته قیر بهراحتی به دست میآید، ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی در کاربرد و فشردهسازی بخصوص برای مخلوطهای رویه نازک با محتوای سنگ زیاد بشود.
معمولاً از یک تا سه درصد آهک هیدراته بهعنوان قسمتی از فیلر بهعنوان عامل ضد جدا شدن قیر/سنگدانه استفاده میشود. آهک هیدراته با کربوکسیلیک اسیدهای حاضر در قیر واکنش میدهد و به سایر گروههای کربونیل مانند کتونها اجازه میدهد خودشان را به سطح سنگدانه بچسبانند. این کتونها در اثر آب بهراحتی اسید جدا نمیشوند و درنتیجه حساسیت مخلوط نسبت به جدا شدن کاهش میابد.
همچنین پیشنهادشده است که اگر آب در سطح مشترک قیر/سنگدانه باشد یک مخلوط آهک هیدراته نتیجه خواهد شد. یونهای کلسیم در این محلول باعث میشود سطح سنگدانه بنیادی شود. تعادل الکترو-شیمیایی آب را مجبور میکند از سنگدانه دور شده و وارد یک امولسیون در قیر شود. سپس تعادل بهزور به سطح آبگریز سنگدانه خواهد پیوست. چسبندگی قیر/سنگدانه ممکن است بهوسیله اضافه کردن افزودنیهای شیمیایی بهبود یابد. این افزودنیها به دو روش عمده زیر عمل میکنند:
-
ممکن است موقعیت سطح مشترک بین سنگدانه و قیر را تغیر بدهند، بهطوریکه قیر ترجیحاً سنگدانه را مرطوب کند که این باعث بهبود چسبندگی میشود، یا
-
ممکن است پیوند چسبنده بین سنگدانه و قیر را بهبود دهند، بنابراین مقاومت بلندمدت جدا شدن قیر در اثر آب افزایش مییابد.
معمولاً، 0.1 تا 1.0 درصد آمینهای چرب بهعنوان افزودنی اصلی برای بهبود چسبندگی استفاده میشود. اعتقاد بر این است که گروههای آمین به سطح یک سنگدانه متصل میشوند درحالیکه گروههای چرب در قیر باقی میمانند. درنتیجه یک اتصال متقابل پیوند یونی بین سنگدانه و قیر ایجاد میشود. بههرحال، این افزودنیها ممکن است در دمای ذخیرهسازی قیر نسبتاً ناپایدار باشند و میتوانند غیرفعال شوند. همچنین ممکن است یک افزودنی نتواند چسبندگی مربوط به انواع سنگدانه را افزایش دهد، یعنی ممکن است مخصوص سنگ باشند. همچنین ممکن است این مسئله وجود داشته باشد که درحالیکه افزودنی چسبندگی اولیه را بهبود میبخشد، تأثیر بلندمدت آن محدود باشد یا تأثیر بلندمدت نداشته باشد. پیشنهادشده که قبل از استفاده از افزودنیها، باید آزمونهای آزمایشگاهی انجام داد تا بتوان نوع و مقدار افزودنی را برای استفاده در ترکیبات قیر/سنگدانه بهینه کرد. این کار ممکن است بهوسیله محدوده وسیعی از روشها انجام شود. برای مثال، جدول 2 اطلاعات بهدستآمده بهوسیله آزمون جذب خالص برای دو نوع سنگدانه مختلف و قیر با نفوذ 100 با 0.5 درصد عامل چسبنده و بدون عامل چسبنده را نشان میدهد. میتوان مشاهده کرد درحالیکه عامل چسبنده جذب اولیه را برای کوارتز دلریتی 10.9 درصد افزایش میدهد، چسبندگی برای greywackes فقط 3 درصد بهبود مییابد. به لحاظ بهبود حساسیت رطوبت بهبود کمی برای کوارتز دلرتی وجود دارد و برای greywackes بهبودی وجود ندارد. این مثال نشان میدهد که خواص سنگدانه چطور بر تلاشهای انجامشده برای بهبود چسبندگی اثر میگذارد. برای greywackes افزایش عامل چسبنده ضرورتاً کارایی را به مقدار کمی بهبود میبخشد.
جدول 2: جذب خالص و اولیه بهدستآمده از بایندرهای مختلف
