Определение растяжимости битума

Лабораторная работа № 4

Испытание строительных битумов

Определение температуры размягчения

Температура размягчения позволяет судить об относительной теплостойкости и степени размягчения битумов при нагревании. Температуру размягчения определяют на приборе «Кольцо и Шар», который состоит из трех металлических пластин, скрепленных на определенном расстоянии друг от друга, проходящих через них и прикрепленными к ним металлическими стержнями. В средней пластине имеются два отверстия, в каждое из которых вставляют латунные кольца внутренним диаметром 15,88мм, высотой 6,25мм и толщиной стенок 2,38 мм. В середине верхней пластины имеется отверстие, в которое вставляют термометр. Температуру размягчения битума по методу «Кольцо и Шар» определяют следующим образом. Латунные кольца укладывают на металлическую пластинку и смазывают смесью талька с глицерином (состав 1: 3). Затем заполняют их с некоторым избытком расплавленным и перемешанным в течение 15 минут битумом. После охлаждения избыток битума срезают нагретым ножом вровень с краями. Кольца устанавливают горизонтально в отверстия на средней пластине прибора. Термометр вставляют в центральное отверстие верхней пластины точно на уровне кольца.

Прибор с кольцами ставят в стакан, наполненный дистиллированной охлажденной водой с температурой 5 °С. Через 15 минут прибор вынимают из стакана, на каждое кольцо в центре поверхности битума кладут стальные шарики диаметром 9,5 мм и массой 3,45-3,55 г и укладывают прибор в тот же стакан. Стакан с прибором ставят на асбестовую сетку, нагревают на газовой горелке или спиртовке так, чтобы скорость подъема температуры составляла 5 °С / мин. При нагревании битум размягчается и стальной шарик вместе с битумом проходит сквозь отверстие кольца. Температура, при которой деформируется битум под действием массы шарика и коснется нижнего диска прибора, принимают за температуру размягчения.

Испытания проводят два раза и температуру размягчения вычисляют как среднее арифметическое двух определений.

Определение вязкости битума

Вязкость (пенетрацию) нефтяного битума определяют с помощью стандартного прибора - пенетрометра. На глубине проникновения в битум иглы прибора под нагрузкой в течение 5 секунд при температуре 25 °С судят о вязкости битума. Вязкость выражают в градусах, причем 1° соответствует глубине проникновения иглы 1 мм.

Пенетрометр состоит из металлического штатива, нижняя часть которого представляет собой опорную площадку с тремя установочными винтами для приведения ее в горизонтальное положение. К опорной площадке прикреплен вращающийся предметный столик для установки кристаллизатора объемом не менее 0,3 л и высотой 45-50 мм с металлической цилиндрической чашкой высотой 35 мм и диаметром 55 мм, в которую помещают испытуемый битум. На верхнем кронштейне штатива укрепленный циферблат, разделенный на 360°, и контактный рельс (кремальеры), показания которой передается стрелке циферблата. На нижнем кронштейне закреплен свободно падающий стержень с иглой и грузом общей массой 100 ± 0,01 г, который удерживается стопорной кнопкой. Стальная игла пенетрометра длиной 50,8 мм и диаметром 1-1,02 мм должна быть закалена и тщательно отполирована. Острие иглы должно быть затупленное. Диаметр затупленной части 0,14-0,16 мм.

Предварительно обезвоженный и процеженный битум расплавляют на песчаной или масляной бане или в сушильном шкафу до подвижного состояния (не перегревая битум) и тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха. Затем битум наливают в металлическую чашку на высоту не менее 30 мм и выдерживают при температуре 18-20 °С в течение 1 часа, защищая образец от пыли. После этого чашку с битумом помещают в ванну с водой, нагретой до 25 °С, и оставляют на 1 час до испытания. Высота слоя воды над битумом должна быть не менее 25мм. Температуру в ванне поддерживают постоянной, добавляя горячей или холодной воды. Колебания температуры воды в ванне не должно превышать ± 0,5 °С.

Через 1 час чашку с битумом помещают в кристаллизатор, наполненный водой, имеющей температуру 25 °С.

Кристаллизатор устанавливают на столик пенетрометра. Подводят острие иглы к поверхности битума, при этом игла должна слегка касаться битума, но не входить вне него. Кремальеры доводят до верхней площадки стержня, и устанавливают стрелку на ноль или отмечают ее положение, после чего одновременно пускают секундомер и нажимают стопорную кнопку, дав игле свободно входить в битум в течение 5с. По истечении этого времени кнопку отпускают. Затем доводят нижнюю треть кремальеры до верхней площадки стержня с иглой, и стрелка, передвигается вместе с кремальеры, подмывает расстояние, градусы, пройденное иглой по 5с.

Определение повторяют три раза в разных точках на поверхности битума, удаленных не менее чем на 10 мм от краев чашки и друг от друга. Среднее арифметическое этих определений дает значение проникновения в градусах, соответствующее глубине проникновения иглы. После каждого погружения иглу вынимают из гнезда, обмывают бензином острие и насухо вытирают.

 

Определение растяжимости битума

Растяжимостью (дуктильностью) называют свойство битумов вытягиваться в тонкие нити под влиянием приложенной растягивающей нагрузки. Растяжимость характеризуется длиной нити к разрыву ее при температуре 50 °С и скорости вытягивания 5 см/мин и выражается в сантиметрах.

Растяжимость битумов определяют на приборе – дуктилометре, который представляет собой деревянный ящик, покрытый внутри оцинкованной сталью. По всей длине ящика проходит червячный винт с нанесенными на него двумя салазками, которые передвигают по винту с помощью маховика вручную или с помощью электродвигателя. Ящик снабжен шкалой, по которой скользит указатель, закрепленный на санках. Подготовленный к испытанию битум расплавляют, перемешивают и тонкой струей наливают в латунные сборные формы с небольшим избытком. Перед заливами битума внутренние поверхности форм смазывают смесью талька с глицерином (состав 1: 3) и устанавливают на металлическую пластинку формы с битумом который охлаждают в течение 30 мин в помещении с температурой 18-20 °С и после этого горячим ножом срезают избыток битума в два приема, от середины формы к ее краям.

Образец битума в форме и с пластинкой помещают в ящик дуктилометра, куда предварительно налита вода температурой 50 °С, и выдерживают в нем в течение 1,5 часов, следя за тем, чтобы температура воды была постоянной 50 ± 0,5 °С. Слой воды над образцом должен быть не менее 25 мм. Затем, проверив скорость движения саней и температуру воды, закрепляют форму в дуктилометре (надевают ее на штифты, укрепления на санках и стойке ящика), отнимают боковые части формы и включают электродвигатель или начинают крутить маховик, растягивая битум со скоростью 5 см/мин.

Длину нити битума, в см, указанную указателем в момент ее разрыва, принимают показателя растяжимости битума. Испытания проводят три раза, и за окончательный результат принимают среднее арифметическое трех испытаний.

При определении растяжимости битумов, имеющих плотность значительно больше (или меньше) единицы, плотность воды в соответствии или повышают раствором поваренной соли, или снижают добавлением спирта, чтобы нить растягиваемого битума НЕ всплыла и не утонула.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: