Активированные минеральные порошки

В основе понятия «асфальтобетон» лежит термин «асфальт» (твёрдый), исторически связанный с природными битумами. Природные асфальты представляют собой смесь загустевшей нефти и тонкого минерального наполнителя. На современном этапе качественный асфальтобетон невозможен без асфальтовяжущего вещества — системы «битум + минеральный порошок», создаваемой искусственно при приготовлении смесей. Именно минеральный порошок формирует со связующим мастику, от которой зависят водостойкость, трещиностойкость и долговечность покрытия.

Чтобы выполнять своё назначение, минеральный порошок должен обладать строгим набором свойств. На практике под минеральным порошком понимают продукт тонкого измельчения карбонатных горных пород (известняк, доломит), металлургического основного шлака или пылевидных побочных продуктов промышленности. Содержание зерен мельче 0,071 мм — не менее 70–80 %, а содержание глинистых частиц — не более 5 %.

По характеру поверхности частиц минеральные порошки бывают:

• неактивированные — с естественной поверхностью частиц, образующейся при помоле;
• активированные — с поверхностью, покрытой тонкой плёнкой органического вещества (активирующих добавок), что повышает гидрофобность и адгезию к битуму.

Классификация и марки минеральных порошков

По исходным материалам и показателям свойств порошки подразделяют на марки:

• МП-1 — порошки неактивированные и активированные из осадочных (карбонатных) горных пород, а также порошки из битуминозных пород;
• МП-2 — порошки из некарбонатных горных пород, твёрдых и порошковых отходов промышленного производства.

Преимущества активированного минерального порошка

• Гидрофобность — допускает хранение на открытом воздухе (до 6 месяцев) и создание складских запасов в межсезонье;
• Высокая «битумоёмкость» — равномерное распределение в битуме и формирование прочной мастики;
• Рост плотности и однородности асфальтобетона;
• Барьер для влаги — препятствие прониканию воды в смесь и снижение водонасыщения;
• Долговечность — повышение срока службы покрытий за счёт улучшения водо- и морозостойкости.

Особенно заметен эффект при использовании активированного порошка в асфальтобетоне с присутствием глинистых частиц. Ключевые показатели качества: зерновой состав, влажность и гидрофобность.

[h3]Роль и влияние минерального порошка в асфальтовяжущем и смеси[/h3]

• Структурирование мастики: мелкая фракция порошка вместе с битумом образует связный скелет — от него зависят реологические свойства и сопротивление колееобразованию.
• Адсорбция и совместимость: активированная поверхность повышает адгезию битума к минеральной части, улучшая водостойкость.
• Регулирование пустотности: за счёт подбора дозировки и гранулометрии управляется пористость и плотность асфальтобетона.
• Низкотемпературная трещиностойкость: стабильная мастика уменьшает концентрацию напряжений в связующем.

Наименование показателя	Значение для порошка марки
	МП-1		МП-2
	неактивированный порошок	активированный порошок
Зерновой состав, % по массе: мельче 1,25 мм	Не менее 100	Не менее 100	Не менее 95
» 0,315 «	Не менее 90	Не менее 90	От 80 до 95
» 0,071 «	От 70 до 80	Не менее 80	Не менее 60
Пористость, %, не более	35	30	40
Набухание образцов из смеси порошка с битумом, %, не более	2,5	1,8	3
Водостойкость образцов из смеси порошка с битумом, %, не более	Не нормируется	Не нормируется	0,7
Водостойкость образцов из смеси порошка с битумом, %, не более	Не нормируется	Не нормируется	0,7
Влажность, % по массе, не более	1	Не нормируется	2,5
Примечание — В минеральном порошке, получаемом из горной породы, прочность на сжатие которой выше 40 МПа, содержание зерен мельче 0,071 мм допускается на 5% меньше указанного в таблице

Наименование показателя	Значение для порошка марки
	МП-1		МП-2
	неактивированный порошок	активированный порошок

Истинная плотность

Сущность метода — определение плотности порошка без учёта пор. Зерновой состав вычисляют как среднее двух параллельных испытаний. В составе порошка не должно быть зерен крупнее 1,25 мм; доля 1,25–0,315 мм ограничена 10 %, а 0,315–0,071 мм — 10–20 %. Пористость, вычисляемая по соотношению истинной плотности и плотности при уплотнении под давлением 40 МПа, — не более 30–40 %.

Зерновой состав

Определяют просеиванием через стандартный набор сит. Важна не только доля фракции <0,071 мм, но и «хвост» — фракции 0,315–0,071 мм, влияющие на уплотняемость мастики и расход вяжущего.

Набухание

Набухание — прирост объёма образца смеси «битум + минеральный порошок» в воде (остаточная пористость 5–6 %). Норматив: 1,5–3,0 % (не более). Показатель характеризует склонность к водопоглощению и стабильность мастики.

Показатель битумоёмкости

Определяется количеством индустриального масла, при котором смесь достигает заданной консистенции (по прибору Вика). Чем выше расход масла, тем выше структурирующая способность порошка и тем больше расход битума в смеси. Нормируемое значение — ≤50–75 г. Недостаток метода — замена битума маслом.

Водостойкость асфальтовяжущего вещества

Технические требования предусматривают испытание водоустойчивости асфальтовяжущего при таком соотношении «порошок/битум», чтобы водонасыщение образцов (формовка под 10 МПа) составляло 4–5 %. Коэффициент водоустойчивости — отношение прочности образцов после вакуумирования (1,5 ч), выдерживания в воде (60 ± 2 °C, 4 ч) и охлаждения (20 ± 1 °C, 25 ч) к прочности «сухого» образца.

Целевое значение коэффициента водоустойчивости — не ниже 0,7. Показатель отражает качество взаимодействия битума с поверхностью порошка и коррелирует с водостойкостью асфальтобетона.[/citata>

Сущность метода — сравнение снижения прочности при сжатии после водонасыщения в вакууме и выдерживания в горячей воде.

---

Активирование и гидрофобизация: как это работает

• Поверхностная химия: активирующие ПАВ формируют на частицах тонкую органическую плёнку, повышая «родство» к битуму и отталкивание воды.
• Стабильная мастика: улучшается смачиваемость и распределение частиц, падает риск расслаивания мастики.
• Снижение водонасыщения: меньше капиллярного подсоса — выше морозостойкость и долговечность.

Технология производства и логистика

• Сырьё: карбонатные породы (известняк/доломит), основные шлаки, битуминозные породы.
• Помол: тонкое измельчение с контролем «хвоста» (0,315–0,071 мм) и ультратонкой фракции (<0,071 мм).
• Активирование: дозированное введение ПАВ/органических компонентов; цель — стабильная гидрофобная поверхность.
• Хранение: активированный порошок допускает длительное открытое хранение (до 6 мес.) при защите от намокания и уплотнения.
• Транспортировка: в биг-бэгах/силосах с пылеулавливанием; исключить переувлажнение.

Влияние дозировки порошка на смесь

Доля минерального порошка подбирается под тип смеси и кривую грансостава. Для плотных асфальтобетонов применяется ориентировочно несколько процентов от массы смеси (с учётом минпорошка в минеральной части), для щебёночно-мастичных (ЩМА) — повышенная доля для формования мастики. Цель — обеспечить нормативную пористость/водонасыщение, стабильность и колеестойкость без избыточного расхода вяжущего.

Типичные ошибки и как их избежать

• Недобор тонкой фракции (<0,071 мм) — слабая мастика, водопроницаемость. Решение: контроль помола/сита.
• Глинистые примеси > 5 % — потеря адгезии. Решение: промывка/смена сырья, активирование.
• Отсутствие/неверный активатор — высокая водочувствительность. Решение: подбор ПАВ под минералогию.
• Переувлажнение при хранении — комкование, рост расхода битума. Решение: закрытые склады/силосы, осушение воздуха.
• Неучёт битумоёмкости — перерасход вяжущего и колееобразование. Решение: лабораторное определение показателя и корректировка рецептуры.

---

FAQ — ответы на частые вопросы

Зачем активировать минеральный порошок?
Чтобы повысить гидрофобность и адгезию к битуму, стабилизировать мастику и улучшить водостойкость асфальтобетона.

Как понять, что порошок «качественный»?
Соответствует по зерновому составу, имеет нормируемую пористость/влажность, удовлетворяет по битумоёмкости и водоустойчивости (коэффициент ≥ 0,7), стабилен при хранении.

Можно ли смешивать разные исходные материалы?
Допускается при соблюдении норм по гранулометрии и качественным показателям; активирование подбирают под итоговую минералогию.

Влияет ли порошок на расход битума?
Да. Чем выше битумоёмкость, тем больше требуется вяжущего для достижения заданной консистенции мастики и плотности смеси.

---

Короткий чек-лист технолога

• Проверить гранулометрию (<0,071 мм — ≥ 70–80 %).
• Оценить глину (≤ 5 %), влажность, пористость.
• Подобрать активатор (ПАВ) под минералогию сырья.
• Определить битумоёмкость и водоустойчивость асфальтовяжущего.
• Согласовать дозировку порошка в рецептуре смеси (под пустотность/водонасыщение).
• Обеспечить сухое хранение и пылеулавливание при подаче.