Genom att man klibbar ihop dammpartiklarna med större partiklar t.ex med hjälp av lignin och oljeprodukter.

7.1.3 Olika typer av dammbindningsmedel

På grund av att dammbindning av grusvägar är ett gammalt problem, som engagerat forskare och väghållare under flera decennier, så har också ett stort antal damm- bindande medel provats under åren för att man skulle finna de medel, som bäst fyller uppgiften att effektivt binda vägdammet till en acceptabel kostnad.

Dammbindningsmedlen brukar indelas i grupper med hänsyn till innehåll. En gruppering kan se ut på olika sätt. Samma typer av dammbindningsmedel kan marknadsföras under olika produktnamn.

Hoover (1981) refererar till en av RRLs rapporter (1971) och anger följande gruppering:

Vatten, havs eller sött vatten

Oorganiska salter och baser t.ex. kalciumklorid, magnesiumklorid, natriumklorid och andra oorganiska salter som lösningar av aluminium- eller kalciumsalter.

Andra oorganiska kemikalier.

Organiska icke bituminösa bindemedel t.ex. kalciumlignosulfonat, enzymprodukter och övriga organiska icke bituminösa bindemedel.

Bituminösa material och elastomerer t.ex. bitumenemulsion, asfaltlösning elastomerer och polymerer.

En annan gruppering kan vara följande (Jämsä, 1983).

Hygroskopiska salter t.ex. kalciumklorid, magnesiumklorid och natriumklorid. Industrins avfallsprodukter t.ex. kalciumlignosulfonat.

Lera.

Dammbindningsolja.

I denna studie används en sammanslagning av dessa två grupperingar enligt följande:

• Vatten.

• Oorganiska salter.

• Icke bituminösa organiska kemikalier. • Bituminösa material.

• Lera.

7.1.3.1 Vatten

Vatten är det billigaste temporära dammbindningsmedlet. Få skrifter räknar vatten som dammbindningsmedel i sig. Hubendick i Lindh (1981) beskriver effekten enligt följande:

När materialet i slitlagret är fuktigt är dess olika partiklar överdragna med tunna vattenhinnor. En sådan vattenhinna kan uppta en viss, förhållandevis stor kraft genom ytspänningsverkan. När vattenhinnorna mellan två korn kommer i kontakt med varandra strävar ytspänningen att dra kornen mot varandra och hålla dem tillsammans.

Därav följer att t.ex. fuktiga dammkorn i slitlagret binds ihop både inbördes och med det grövre materialet. Det fordras ganska avsevärd kraft för att övervinna ytspänningen och slita loss fuktiga dammkorn ur slitlagret och därför dammar det inte från ett fuktigt slitlager. Nackdelar med vatten som dammbindningsmedel är att det snabbt avdunstar. För att hålla en väg dammbunden så måste man vattna oftare vilket gör att underhållskostnaderna ökar.

Vattnets bindningseffekt beror bl.a. på trafikmängden och vädret. Det varierar mellan minst en halv timme och högst 12 timmar (Foley, 1996).

Studier av Struss och Mikucki i Lindh (1981) uppges visa på att vattenpotentialen i jordmaterialet är en statistiskt signifikant faktor vid bestämning av damm- bildningen. En slutsats av studierna är att vatten, om det är lätt tillgängligt, kan vara ett ekonomiskt alternativ vid dammbekämpning om det sätts in vid rätt tidpunkt under torkningsförloppet.

Havsvatten är vanligen mer effektivt än färskvatten beroende på innehållet av små mängder av lösta salter, främst magnesiumklorid. Enligt Lindh (1981) så har exempelvis havsvatten använts i Norge vid kusten som alternativ till damm- bindning med kalciumklorid. Både Foley (1996) och Lindh (1981) anger att om luften utmed vägen har tillräckligt hög relativ fuktighet håller dessa kemikalier kvar det vatten de absorberat och vägen förblir dammfri under en längre period än om färskvatten använts.

7.1.3.2 Oorganiska salter

Oorganiska salter motsvarar 75-80% av alla dammbindningsmedel (Han, 1992). Ett flertal oorganiska salter med hygroskopiska eller delikvescenta egenskaper kan användas som dammbindningsmedel. De viktigaste anses vara kalciumklorid CaCl2, magnesiumklorid MgCl2 och natriumklorid NaCl.

De två beteckningar hygroskopiska och delikvescenta används i litteraturen ej helt entydigt vilket kan bero på att olika författare lägger något olika innebörd i beteckningarna.

Ett hygroskopiskt salt är ett salt som kan ta upp luftens fuktighet och i så stor utsträckning att kristallen går i lösning.

Lindh (1981) refererar till ett lexikon i kemi och definierar ordet delikvescens enligt följande: ”När ett salt absorbera fukt ur atmosfären och löser sig i det absorberade vattnet sägs det vara delikvescens. Detta inträffar endast om vattnets ångtryck över det fasta ämnet är lägre än motsvarande i den omgivande luften”.

Lindh (1981) skiljer mellan hygroskopiska och delikvescenta egenskaper och hänvisar till Miall och Sharp (1976). Miall och Sharp klassificerar kalciumklorid och magnesiumklorid som delikvescenta salter, medan natriumklorid är ett hygroskopiskt salt. Det bör dock påpekas att Lindh (1981) skriver att de ovan nämnda tre kemikalierna samtliga är hygroskopiska och eventuellt också samtliga delikvescenta.

Salternas dammbindande effekt beror dels på att ytspänningen i en saltlösning är högre än för vatten, dels på att ångtrycket över en saltlösning är lägre än över vatten vid samma temperatur och att avdunstning från vägytan därigenom blir mindre eller kan övergå till fuktupptagning ur luften. Lindh (1981) hänvisar till Reyers (1972) beskrivning av salternas dammbindande effekt. Lindh anger att om dammbindning av en grusvägbana görs med vatten så torkar den våta vägbanan upp så snart den relativa fuktigheten i luften är mindre än 100%, dvs. då luftens ångtryck är mindre än mättnadstrycket vid temperaturen ifråga. På grund av att mättnadstrycket över en saltlösning är mindre än över vatten, kan man med ett salt, som har förmåga att bilda en lösning med vatten, sänka mättnadstrycket och på detta sätt kvarhålla vattnet i vägens ytskikt även vid relativa fuktighetsvärden under 100%.

Dammbindningseffekten av en bestämd viktmängd salt är en funktion av volymen av den lösning som uppkommer vid saltets upptagande av vatten. Lösningsvolymen beror på saltets kemiska natur samt på temperatur och fuktighet. Två faktorer är enligt Reyer (1972) i Lindh (1981) avgörande för den dammbindande effekten hos salterna, nämligen förmågan att bilda lösning samt den bildade lösningsvolymen.

Följande oorganiska salter kommer att redovisas i kommande text, kalciumklorid CaCl2, magnesiumklorid MgCl2, natriumklorid NaCl, kalksalpeter och

Kalciumklorid

Kalciumklorid CaCl2 provades som dammbindningsmedel redan på 1920-talet

(Jämsä, 1983). Många anser att kalciumklorid är ett av de bästa dammbindnings- medel som finns för närvarande (Persson, 1993). I Sverige används ca 20 000-40 000 ton kalciumklorid per år för dammbindning av grusvägar (Walterson, 1995). Kalciumklorid är producerat av Kemira Kemi AB.

Kalciumklorids dammbindande verkan grundar sig på att saltet med luftens fuktighet bildar en lösning, saltet delikvescerar, som genom hög ytspänning håller ihop partiklarna och hindrar vattnets avdunstning.

Kalciumklorid säljas i form av ett hydrat med den kemiska formeln CaCl2 2H2O

(Svensson, 1997). Den levereras som vita flingor dels i bulk dvs. som lösvikt, dels i säckar (Hallberg, 1989). Under fuktupptagning ändrar den form från vita flingor via en vit geléaktig massa till en färglös tjockflytande vätska. Vid leverans innehåller kalciumklorid cirka 20-25% vatten (Glänneskog och Skog, 1994). Lagring av kalciumklorid skall ske så att saltet inte får kontakt med fukt.

Reyier (1972) uppger att teoretiskt innehåller kalciumklorid i sin handelsform ca 75% vattenfri salt, medan Nilsson (1980) i Svensson (1997) anger högre värde, 77-80%. Kalciumklorids löslighet i vatten anges av Thornburn och Mura (1969) i Lindh (1981) vara 59,5 g per 100 ml vatten vid 0°C och 159 g vid 100°C.

Den relativa fuktighet som behövs för att kalciumklorid skall kunna ta upp fukt ur luften varierar med temperaturen. Lindh (1981) hänvisar till Thornburn och Mura (1969) och anger att mer än 30% relativ fuktighet erfordras för att kalciumklorid skall kunna ta upp fukt ur luften. Bergström och Grebacken (1995) däremot fastställer att den relativa luftfuktigheten bör överstiga 35%.

När det gäller årstider och frekvens råder det delade meningar om när saltet skall spridas på våren i form av en grundinsats. Vissa arbetsområden sprider huvudparten av sitt kalciumklorid så tidigt som möjligt för att utnyttja vårfukten. Vägverket rekommenderar att den första dammbindningen utförs på våren då tjälen har gått ur tillräckligt djupt. Hur djupt är dock inte förklarat i referensen. Dammbindning utförs efter tjällossning när vägbanan har stabiliserat sig men fortfarande har kvar vårfukten. Vägen måste hyvlas p.g.a. sättningar som uppstått efter tjällossningen. Man måste då djuphyvla en väl bunden väg, varvid en del av saltet går till spillo (Vägunderhåll-barmark, 1992).

Enligt VÄG 94 skall den mängd kalciumklorid som skall användas vara minst 0,5 kg/m2. Detta gäller vid nybyggnad dvs. den första givan. Hela vägsträckan behöver inte dammbindas med samma mängd utan saltgivan måste anpassas efter vägsträckan behov (Vägunderhåll-barmark, 1992). I verkligheten används dock samma mängd på hela vägsträckan av praktiska skäl.

Enligt litteraturen beror den mängd kalciumklorid som används vid dammbindning på fyra faktorer:

A. Slitlagrets sammansättning.