Долговечность материалов на основе органических вяжущих

Долговечность рассматривается как один из составляющих показателей надёжности построенного объекта. Надёжность обеспечивают заданные эксплуатационные характеристики в период долговечности, за пределами которого объект теряет способность выполнять заданные функции, т.е. становится ненадёжным.

Органические вяжущие вещества устойчивы к воздействию водной среды, что объясняется особенностями химической связи. Органические соединения построены, как правило, по типу ковалентной неполярной или малополярной связи, а такие соединения практически не растворяются в воде, молекулы которой имеют высокий дипольный момент. Таким образом, проблему долговечности строительных материалов на основе органических вяжущих следует рассматривать не как проблему их поведения в водной среде, а в другой плоскости.

Старение ─ изменение свойств материала в обычных условиях эксплуатации. В результате старения изменяются физико-химические, механические, электрические и другие свойства полимеров, что приводит к ухудшению эксплуатационных качеств материалов.

В процессе эксплуатации дорожное покрытие из асфальтобетона подвергается многократным деформациям и, в конечном счёте, разрушается. В первую очередь разрушается битумное связующее, и это связано с двумя основными причинами: воздействие агрессивных агентов окружающей среды и действие механических деформаций.

Солнечные и тепловые лучи, кислород, озон приводят к разрыву химических связей в битуме, образованию свободных радикалов, которые изменяют состав и структуру связующего, в результате чего битум стареет. Механические деформации приводят к утомлению материала.

В процессе эксплуатации под действием механического воздействия движущегося транспорта и агрессивной окружающей среды изменяется состав битума: увеличивается содержание асфальтенов, уменьшается содержание смол. Растёт количество парафино-нафтеновых углеводородов. Это приводит к потере пластичности, ускорению старения битума и снижению прочности асфальто-бетонного дорожного покрытия (рис. 9).

Рис. 9 − Схема старения битумного связующего под воздействием агрессивных агентов