Vulstofeigenschappen

De korrelverdeling van de vulstof heeft grote invloed op de gewenste constantheid van de eigenschappen. Er worden daarom vooral eisen aan de korrelverdeling gesteld. Voor fabrieksvulstof worden eisen gesteld aan de doorval door zeef 63 µm (tussen 70 en 100%), door zeef 125 µm (tussen 85 en 100%) en door zeef 2 mm (100%). Deze eisen (zie NEN-EN 13043) gelden voor alle soorten fabrieksvulstof.

Vulstof heeft op de volgende manieren een belangrijke invloed op de mengselsamenstelling en de mengseleigenschappen:

Vulstoffen worden naar hun viscositeitsbeïnvloedend effect ingedeeld in de soorten zeer zwak, zwak, zwak met hydroxide, middelsoort en middelsoort met hydroxide. Zwakke vulstof wordt in de praktijk het meeste gebruikt. De ‘vulstofsterkte’ (of het ‘bindend vermogen voor bitumen’) is een vulstofeigenschap die bepaald wordt door de korrelgrootte en de aard van het korreloppervlak van de vulstofkorrels. In NEN 6240 wordt het bindend vermogen van de vulstof op twee manieren gekarakteriseerd:

Zwakke vulstof wordt toegepast in asfaltbeton (AC) en in steenmastiekasfalt (SMA). Middelsoort vulstof wordt in asfaltbeton toegepast als bepaalde mengseleigenschappen dit wenselijk maken. In ZOAB wordt middelsoort vulstof met calciumhydroxide Ca(OH)₂ toegepast. Deze vulstof bevat een bepaalde hoeveelheid calciumhydroxide om de weerstand tegen stripping van het asfalt gunstig te beïnvloeden. Voor middelsoort vulstof houdt dit in dat er ten minste 25% calciumhydroxide moet zijn toegevoegd.

De korrelvorm van de vulstof heeft veel invloed op de uiteindelijke dichtheid van de steen/zandmengsels in asfalt. Kalksteenvulstof bestaat uit betrekkelijk ronde korrels, agglomeraten van kalkkristallen, die door een zekere kogellagerwerking de verdichtingsgewilligheid van het steen/zandmengsel positief beïnvloeden. Vliegasvulstoffen blijken daarentegen de neiging te hebben het steen/zandmengsel juist ‘op te ruimen’, zeker wanneer het de middelsoort vliegas betreft. De grillige korrelvorm van de vliegasdeeltjes verzet zich namelijk tegen verdichting en verhindert hierdoor een dichtere pakking van de steen/zandkorrels. Als wordt uitgegaan van de voor deklagen van asfaltbeton (AC surf) gebruikelijke zand/vulstofverhouding van 37% zand en 7% vulstof in het asfaltmengsel, dan blijkt dat een verhoging van het aandeel vulstof met meer dan 60% calciumcarbonaat CaCO₃ de toch al relatief lage holle ruimte in het zand/vulstofmengsel vermindert. Dit geldt ook voor de middelsoort met circa 50% calciumhydroxide Ca(OH)₂. Vulstoffen waarin kalksteen is vervangen door vliegas en ook mengvulstoffen voeren de holle ruimte juist op bij verhoging van het vulstofaandeel.

De verschillen in gedrag tussen vulstoffen hangen ook in belangrijke mate samen met het verschil in dichtheid van de materialen. Het is in de asfaltwegenbouw gebruikelijk de bouwstoffen gewichtsmatig te doseren. Het gedrag van een asfaltmengsel is echter sterk afhankelijk van de volumetrische verhoudingen van de bouwstoffen. Zolang de dichtheden van alternatieve bouwstoffen elkaar niet te veel ontlopen, is het verschil tussen het volumetrisch of gewichtsmatig samenstellen van een mengsel verwaarloosbaar.

Zwelling en watergevoeligheid zijn vulstofeigenschappen die, wanneer zij in te sterke mate voorkomen, verstrekkende gevolgen hebben voor de kwaliteit van de desbetreffende asfaltmengsels. Een voor zwelling gevoelige vulstof is in staat water op te nemen en daardoor ‘op te zwellen’. Dit gaat gepaard met een vaak aanzienlijke volumevergroting, waardoor de samenhang van het asfalt verloren gaat. De stabiliteit en sterkte van het asfalt gaan sterk achteruit en soms zelfs volledig verloren, met als gevolg dat de constructie bezwijkt. Vooral bepaalde calciumcarbonaatrijke vulstoffen kunnen dit fenomeen vertonen als ze kleimineralen bevatten. Bij toepassing van een dergelijke vulstof in een wegdek met een open structuur is aantasting van het wegoppervlak niet uitgesloten en zal uiteindelijk materiaalverlies optreden.

Vulstoffen die geheel of voor een groter deel uit vliegassen zijn samengesteld, zijn alle in meer of mindere mate watergevoelig. Dit is het gevolg van hun chemische samenstelling, waardoor de vulstof hydrofiele eigenschappen bezit. Dit houdt in dat de vulstofkorrels een grotere affiniteit hebben voor water dan voor bitumen. Dit uit zich in de verdringing van het aanwezige bitumenhuidje aan het korreloppervlak (stripping). Het behoeft geen betoog dat bij een grotere watergevoeligheid van vulstof de schade aan het wegdek niet lang op zich laat wachten. Uit onderzoek is gebleken dat toevoeging van een geringe hoeveelheid calciumhydroxide Ca(OH)₂ deze ongewenste eigenschappen vrijwel kan voorkomen.

Volgens de Standaard RAW Bepalingen moet fabrieksmatig bereide vulstof voor asfaltmengsels voldoen aan de eisen verwoord in NEN-EN 13043. NEN 6240 bevat de Nederlandse invulling van NEN-EN 13043. De vulstoffen worden gekenmerkt door de in Tabel 16 genoemde productkenmerken. De eigenschappen van de vulstofsoorten moeten voldoen aan de eisen genoemd in Tabel D van NEN 6240.

De waarden die voor de in Tabel 16 genoemde productkenmerken zijn opgenomen maken ook deel uit van het KOMO-productcertificaat dat wordt verstrekt op basis van BRL 9041 [33].

Naast de civieltechnische eisen wordt in BRL 9041 ook een arbeidshygiënische prestatie-eis in de vorm van de blootstellingsindex (BI) gesteld. De bepaling van de BI wordt beschreven in [34]. De grenswaarden zijn per parameter ontleed aan [w5].