Межфазные контакты в битумоминеральных системах и их усиление

Abstract

В настоящее время при строительстве дорогих покрытий почти 98 % составляют битумоминеральные материалы (в том числе асфальтобетон). Для снижения их стоимости широко применяются огромные запасы местных минералов (кварцевые пески) и отходы промышленности в виде отработанных формовочных смесей (побочный продукт литейного производства). Такой подход экономически и экологически вполне оправдан, но требует теоретического обоснования, поскольку в естественном состоянии адгезионное взаимодействие в системе битум – кварцевая подложка (SiO2 более 95 %) является слабым, а при воздействии воды – еще снижается. В связи с этим объективно возникает необходимость коренного совершенствования технологии битумоминеральных композиций для обеспечения надежности дорожных покрытий с использованием кремнеземных компонентов. Все представления об усилении адгезионной связи в системе «кварцевая минеральная подложка – битум» традиционно носят физико-химический характер, и в них используются в основном методы коллоидной химии. В статье сделана попытка рассмотреть этот вопрос на основе молекулярно-кинетической теории строения вещества, учитывая, что общепринятые расчеты межмолекулярных взаимодействий компонентов в системе «SiO2 – органическое вяжущее (ОВ) вещество» отсутствуют. В качестве теоретической предпосылки используется следующее общеизвестное в физике положение: так как каждый атом и молекула любого вещества имеют собственные электромагнитные поля, то действие внешних электромагнитных полей вызывает их взаимодействие, приводящее к возбуждению электронов, деформациям и разрыву химических связей. Анализ литературы свидетельствует о том, что существующие электрические связи между компонентами систем SiO2–ОВ дают основания для применения различных электрофизических методов, воздействующих на эти компоненты с целью усиления их адгезионного взаимодействия. С учетом указанных позиций в статье рассмотрены вопросы определения энергии связи при физической адсорбции и адгезии в системе SiO2–ОВ.