trong hỗn hợp, độ rỗng cốt liệu, độ rỗng còn lại của hỗn hợp, nguồn gốc của các hạt khoáng vật, hàm lượng đá dăm, lực dính và tính chất dính bám của đá nhựa.
Nước có tác dụng xấu đến mặt đường nhựa, và tùy thuộc vào tính chất tứng loại hỗn hợp đá nhựa mà tính chất cơ lý của nó giảm đi nhiều hay ít, vì thế phải quy định về độ ổn định đối với tác dụng của nước cho từng loại hỗn hợp đá nhựa để đảm bảo cho mặt đường làm việc được lâu bền.
Trong quy trình chế tạo các hỗn hợp vật liệu khoáng chất và nhựa của các nước đều có quy định các chỉ tiêu về độ ổn định đối với nước như độ rỗng, độ ngậm nước, độ nở, cường độ nén yêu cầu của mẫu ngâm nước, hệ số ỗn định nước.
Cường độ chịu nén yêu cầu của mẫu ngâm nước được thí nghiệm ở nhiệt độ trung bình qui định nào đó mà mặt đường phải chịu đựng trong thời kỳ bị nước tác dụng nhiều nhất. Tỉ số cường độ chịu nén của mẫu ngậm nước và của mẫu không ngậm nước là hệ số ổn định nước của hỗn hợp đá nhựa ở nhiệt độ thí nghiệm qui định, nó cho biết mức độ chịu đựng tác dụng của nước của loại hỗn hợp đã chế tạo. Tùy theo loại hỗn hợp và nơi sử dụng mà qui định trị số tối thiểu của hệ số ổn định nước (khoảng 0.85 – 0.90 đối với bê tông nhựa rải nóng).
4. Cơ sở lý luận của quá trình tác dụng tương hỗ hóa – lý giữa nhựa và hạt khoáng chất: chất:
Đối với hỗn hợp đá nhựa, một vấn đề trọng yếu là xung quanh hạt khoáng chất phải có một màng nhựa mỏng phân bố đều và dính bám bền chắc trên khắp bề mặt của hạt. Màng nhựa này phải chịu được tác dụng của nước, nhiệt, thời gian và tải trọng của xe cộ.
Chất lương của màng nhựa mỏng bọc quanh và dính bám vào hạt khoáng chất là do tác dụng cơ - lý – hóa của nhựa, của vật liệu khoáng chất và quá trình tương tác giữa chúng quyết định.
Đặc tính và mức độ tương tác giữa nhựa (đã nấu chảy) và đá (thể rắn) phụ thuộc vào các tính chất hóa lý của chúng, nhất là vào năng lượng bề mặt tự do.
Do trên bề mặt của hạt khoáng chất và nhựa có những hạt cơ bản chưa cân bằng, nên có thể xem như trên mỗi đơn vị diện tích của bề mặt chúng có trị số năng lượng tự do nhất định nào đó, nó bằng công tiêu hao để tạo thành bề mặt, và gọi là năng lượng bề mặt tự do hay lực căng bề mặt.
phục vụ sản xuất bê tông nhựa làm mặt đường ôtô.
Nước có lực căng bề mặt rất lớn σ = 72,75 erg/cm2. Lực căng bề mặt của các
hyđrôcacbua lỏng bé hơn; ví dụ như lực căng bề mặt của nhựa ở nhiệt độ 100-180oC vào
khoảng 15 - 33 erg/cm2
Chưa có phương pháp trực tiếp để xác định lực căng bề mặt của vật thể rắn, mà còn phải dùng phương pháp gián tiếp. Dùng góc thấm ướt, công dính bám hay khả năng hấp thụ để đặc trưng cho các tính chất hóa – lý của vật thể rắn.
Sự thấm ướt trong hệ thống ba pha gồm nước,không khí và hạt khóang chất tiếp xúc với nhau là một quá trình tự phát,quá trình đó ở một nhiệt độ nhất định sẽ diễn ra sự giảm năng lượng bề mặt tự do của hệ thống.
Khi bề mặt chất rắn dễ bị nước thấm ướt hơn là chất lỏng hyđrôcacbua( ví dụ nhựa) thì bề mặt chất rắn gọi là háo nước.
Khi bề mặt chất rắn dễ bị chất hyđrôcacbua( ví dụ nhựa) thấm ướt hơn là nước thì bề mặt chất rắn gọi là ghét nước hay háo nhựa.
Tất cả các vật liệu háo nước điều có mạng tinh thể liên kết nới ion, do đó khi đập vỡ ra thì ngoài mặt có những ion chưa cân bằng, tức là ion có hóa trị tự do.
Các vật thể ghét nước có mạng tinh thể liên kết với liên kết nguyên tử hay liên kết phân tử.Một vài loại vật liệu ghét bước có mạng tinh thể liên kết với ion và liên kết phân tử(phía trong của các hạt cơ bản thì có liên kết ion vững chắc, còn giữa các hạt với nhau thì có liên kết phân tử.Bề mặt của những hạt cơ bản này hầu như không có các liên kết chưa cân bằng).
Bề mặt khô ráo của vật thể rắn được nhựa thấm ướt tốt chưa phải là dính bám tốt. Màng nhựa mỏng dính bám vào hạt khoáng chất có thể bị nước tác dụng làm bóc dần đi.Đây là một hiên tượng thường gặp.Trên mặt một hạt khoáng chất đá được bóc nhựa vì một lý do gì đó và có một vài chỗ hở không có nhựa. khi viên đá này bị nước xâm nhập thì sẽ có sự tiếp xúc của hệ thống ba pha:nhựa, nước và hạt khoáng chất.
Khả năng thấm ướt và dính bám của nhựa với bề mặt các hạt khoáng vật bị ẩm ướt phụ thuộc vào sự hấp phụ có chọn lọc các thành phần riêng rẽ của nhựa vì khả năng giảm bớt năng lượng bề mặt tự do của hệ thống.
Tính chất của lớp hấp phụ này phụ thuộc vào các chất được hấp phụ, vào tính chất và năng lượng tác dụng hỗ trợ của chất ấy với vật thể rắn.
Lớp hấp phụ. Nhất là khi hấp phụ thật đầy đủ, có tính chất cơ lý cao và tạo thành một màng mỏng cứng rắn.
Do sự hấp phụ có chọn lọc các phân tử có hoạt tính bề mặt mà bề mặt háo nước của vật thể rắn trở thành ghét nước.
Đa số trường hợp tác dụng tương hổ của chất lỏng với vật thể rắn chủ yếu diễn ra dưới tác dụng của các lực phân tử. Tuy nhiên có nhiêu trường hợp đồng thời có tác dụng của các lực phân tử có thể có cả tác dụng của các lực hóa học.hấp phụ do tác dụng của các lực phân tử gọi là hấp phụ lý học,còn hấp phụ do tác dụng của các lực hóa học thì gọi là
hấp phụ hóa học.Hấp phụ hóa học bền hơn hấp phụ lý học nên sự dính bám giữa nhưạ và đá do tác dụng của hấp phụ hóa học sẽ ổn định hơn dưới tác dụng của nước,nhiệt…
Điều chỉnh quá trình tác dụng tương hổ giữa nhựa và các hạt khoáng vật, làm cho sự dính bám tốt và bền, đẻ nâng cao các chỉ tiêu cơ- lý –hóa của hỗn hớp đá nhựa,thường người ta dùng biện pháp sau:
- Làm tháy đổi các tính chất lý - hóa của nhựa bằng cách thêm vào nhựa các chất phụ gia có hoạt tính bề mặt hay trộn vào các loại nhưạ lấy từ dầu mỏ một lượng nhựa có hoạt tính bề mặt cao hơn.
- Làm thay đổi các tính chất hóa lý của vật liệu khoáng chất như làm chobề mặt của vật liệu khoáng chất trở nên ghét nước bằng các chất phụ gia có hoạt tính bề mặt cao, hoặc làm kích động bề mặt của vật liệu khoáng chất bằng các dung dịch điện phân của các koại muối khoáng, bằng vôi, xi măng hoặc rang nóng các vật liệu khoáng chất lên nhiệt độ cao; hoặc thêm vào ít nhựa, hắc ín khi rang nóng các vật liệu ấy.
- Tác động đồng thời đến tính chất hóa lý của nhựa và vật liệu khoáng chất bằng cách phối hợp hai phương thức trên.
Ngoài việc điều chỉnh quá trình tác dụng tương hổ giữa nhựa và các hạt khoáng vật còn có thể thực hiện bằng cách lựa chọn đúng cácloại vật liệu theo tính chất lý- hóa của chúng và đảm bảo đúng chế độ nhiệt khi chế tạo hỗn hợp đá nhựa.