11.3. Визначення температури розм'якшення бітуму

Матеріали: різновиди бітуму, машинне мастило, ганчірка, гас.

Прилади: посудина для розігрівання бітуму, електрошафа, сито з металевою сіткою № 07, скляна або металева паличка, кільця латунні східчасті або гладкі, сталеві кульки вагою 3,50 г, прилад «кільце та куля», посудина скляна, горілка газова або електропіч, термометр ртутний, ніж.

Порядок виконання роботи

Температуру розм'якшення бітуму визначають на приладі «кільце і куля» (рис. 11.3, 11.4), який складається зі скляного термостійкого стакана 6, латунного кільця 1, сталевої кульки 3, ртутного термометра з шкалою до 250 ^оС 4, електроплитки.

Рис. 11.3. Прилад «кільце та куля»: 1 – латунні кільця; 2 – бітум; 3 – сталева кулька; 4 – термометр; 5 – металеві пластинки; 6 – термостійкий стакан

Рис. 11.4. Положення кулі в приладі «кільце та куля»: а – початкове; б – кінцеве

В кільце заливають попередньо нагрітий до температури 120 °С бітум і охолоджують його до температури навколишнього середовища, попередньо зрізавши теплим ножем надлишки бітуму. У штатив із отворами вставляють три кільця із бітумом, на поверхню яких встановлюють металеві кульки. Штатив обережно встановлюють у термостійкий скляний стакан, наливають воду і поміщають на електроплиту разом із термометром. Підігрівають воду зі швидкістю 5 ^оС/хв. Коли підвищується температура – бітум розм'якшується і під тиском металевої кульки видавлюється крізь кільце у вигляді краплі. В момент, коли крапля торкається нижньої пластини штатива, фіксують температуру, яка відповідає температурі розм’якшення бітуму. Показники заносять до табл. 11.2 та визначають середнє арифметичне значення двох випробувань, округлених до цілого числа.

Таблиця 11.2

Визначення марки бітуму

№ досліду	Глибина занурення голки, мм, δ×0,1 за тем-ператури 25 oC, не менше	Розтяжність бітуму, см, за температури 25 oC, не менше	Температура розм'якшення бітуму, оС, не менше	Марка нафтового бітуму
1
2
3
Середні значення

Висновок: за результатами проведених досліджень потрібно визначити марку бітуму та навести доцільні галузі його використання.

Лабораторна робота № 12 полімерні матеріали і вироби

Короткі відомості

Полімерними речовинами називають високомолекулярні сполуки, які складаються з елементарних (мономірних) ланок, об’єднаних у макромолекули різної будови. Головними критеріями класифікації полімерних речовин є хімічна природа, походження, спосіб синтезу та твердіння, склад основного ланцюга макромолекул та характер їхньої будови, здатність до пластичних деформацій під час циклічної дії температур.

За хімічною природою полімерні речовини поділяють на органічні та неорганічні. У складі неорганічних високомолекулярних сполук (полімерів) атоми карбону відсутні, а в органічних – макромолекули складаються переважно з цих атомів.

За походженням розрізняють полімерні матеріали природні (або біополімери, наприклад, білки, нуклеїнові кислоти) та штучні. До природних полімерів відносять складові деревини (лігнін та целюлозу), а також бавовну, вовну, шкіру, каучук тощо. Штучні полімерні матеріали отримують шляхом синтезу із простих низькомолекулярних речовин – мономерів. До штучних відносять поліетилен, поліпропілен, фенолформальдегідні смоли тощо.

За характером просторової структури полімерні матеріали поділяють на лінійні, розгалужені та просторові. Структурні елементи можуть розташовуватись у макромолекулі у вигляді відкритого лінійного ланцюга (наприклад, каучук природний), ланцюга з розгалуженням (наприклад, амінопектин), тривимірної сітки (наприклад, затверділі епоксидні смоли).

За способом синтезу та твердіння органічні штучні полімерні речовини поділяють на полімеризаційні та поліконденсаційні.

Під час реакції полімеризації процес сполучення молекул мономеру відбувається без зміни його хімічного складу і виділення побічних речовин. Прикладами таких полімерів є полівінілхлорид, полістирол, поліетилен, поліакрилати, синтетичний каучук.

Під час реакції поліконденсації утворюються високомолекулярні сполуки з виділенням побічних продуктів реакції, хімічний склад таких полімерів відрізняється від вихідних речовин. Прикладами є поліефіри, поліуретани, фенолальдегідні, карбамідні, епоксидні, кремнійорганічні полімери.

За здатністю до пластичних деформацій під час дії температур органічні полімери поділяють на термопластичні та термореактивні.

Термопластичні полімери (поліетилен, полістирол) як полімеризаційного, так і поліконденсаційного типу, під час підвищення температури здатні до пластичних деформацій: під час нагрівання вони розм'якшуються і переходять у в'язкопружний стан, а під час охолодження – твердіють, зберігаючи задану форму. Такі перетворення можуть повторюватися неодноразово. Термореактивні полімери обох типів (фенолформальдегідні, карбомідні та інші) здатні розм’якшуватись під час підвищення температури, але після охолодження вони не можуть зворотно змінювати свої властивості. Це пояснюється об’єднанням лінійних молекул у просторові сітки. З цієї ж причини термореактивні полімери є теплостійкішими, ніж термопластичні. Незворотні зміни в структурі термореактивних полімерів можуть бути викликані не тільки дією температурного фактора, але й хімічного реагента (розчинника), ультрафіолетового або γ-випромінювання.

Полімерними матеріалами, або пластичними масами, називають матеріали, які містять високомолекулярні органічні речовини й на певній стадії виробництва набувають пластичності, яка повністю або частково втрачається після затвердіння полімеру.

Розрізняють пластичні маси прості, що складаються лише з полімерної речовини, і складні, куди, крім полімеру, входять наповнювачі, пластифікатори, стабілізатори, барвники та інші добавки для надання спеціальних властивостей.

Залежно від фізичного стану за нормальної температури та інших властивостей пластмаси поділяють на жорсткі (модуль пружності Е > 1 ГПа) (фенопласти, амінопласти, гліфталеві), напівжорсткі (1 ≥ Е > 0,4 ГПа) (поліпропілен, поліамід), м'які (Е = 0,02...0,4 ГПа) (полівінілацетат, поліетилен) та еластичні (Е < 0,02 ГПа) (каучук, поліізобутилен).

Залежно від кількості введеного наповнювача розрізняють пластмаси ненаповнені (плівки), наповнені, які містять до 70% наповнювача (рулонні, плиткові матеріали), високо наповнені, які містять більше 70% наповнювача від маси полімеру.

За структурою пластмаси бувають щільні, ніздрюваті, крупнопористі, волокнисті, шаруваті; за фактурою поверхні – гладкі, рифлені, тиснені; за кольором – одно- та багатокольорові.

Технологія виготовлення полімерних матеріалів та виробів передбачає підготовку сировинних компонентів, їх дозування, змішування, формування й стабілізацію. Вироби формують вальцюванням (каландруванням), екструзією, пресуванням, литтям під тиском, термоформуванням, зварюванням, склеюванням тощо. Ніздрюваті теплоізоляційні матеріали виготовляють спінюванням та пороутворенням.

Метою роботи є ознайомлення з номенклатурою, властивостями, особливостями виробництва та застосування полімерних будівельних матеріалів і виробів.

Нормативне забезпечення:

1. ДСТУ Б В.2.7-8-94. Будівельні матеріали. Плити полістирольні. Технічні умови.

2. ДСТУ Б В.2.7-20-95. Лінолеум полівінілхлоридний на теплозвукоізолюючій підоснові. Технічні умови.

3. ДСТУ Б В.2.7-21-95. Лінолеум полівінілхлоридний багатошаровий та одношаровий без підоснови. Технічні умови.

4. ДСТУ Б В.2.7-79-98. Будівельні матеріали. Мастики гідроізоляційні бутилкаучукові та бітумно-бутилкаучукові. Технічні умови.

5. ДСТУ Б В.2.7-108-2001 (ГОСТ 30693-2000). Будівельні матеріали. Мастики покрівельні та гідроізоляційні. Загальні технічні умови.

6. ДСТУ Б В.2.7-130:2007. Будівельні матеріали. Профілі полівінілхлоридні для огороджувальних будівельних конструкцій. Загальні технічні умови.

7. ДСТУ Б В.2.7-141:2007. Труби з непластифікованого полівінілхлориду та фасонні вироби до них для холодного водопостачання. Технічні умови.

8. ДСТУ Б В.2.7-142:2007. Труби з хлорованого полівінілхлориду та деталі з'єднувальні до них для мереж холодного, гарячого водопостачання та опалення. Технічні умови (ISO/DIS 15877:2006, EN ISO 1452:1999, MOD).

9. ДСТУ Б В.2.7-143:2007. Будівельні матеріали. Труби зі структурованого поліетилену для мереж холодного, гарячого водопостачання та опалення. Технічні умови.

10. ДСТУ Б В.2.7-144:2007. Труби для мереж холодного та гарячого водопостачання із поліпропілену. Технічні умови.

11. ДСТУ Б В.2.7-146:2008. Будівельні матеріали. Вироби полівінілхлоридні погонажні. Загальні технічні умови.

12. ДСТУ Б В.2.7-150:2008. Будівельні матеріали. Пінополіуретани монтажні (монтажні піни). Загальні технічні умови.

13. ДСТУ Б В.2.7-151:2008. Будівельні матеріали. Труби поліетиленові для подачі холодної води. Технічні умови (EN12201-2:2003, MOD).

14. ДСТУ Б В.2.7-159:2008. Будівельні матеріали. Матеріали та вироби полімерні для покриття підлог. Класифікація (EN 685:1995, NEQ).

15. ДСТУ Б В.2.7-160:2008. Будівельні матеріали. Лінолеум полівінілхлоридний на тканинній підоснові. Технічні умови (EN 650:1996, NEQ).

16. ДСТУ Б В.2.7-162:2008. Будівельні матеріали. Вироби паперово-шаруваті декоративні. Номенклатура показників.

17. ДСТУ Б В.2.7-198:2009. Будівельні матеріали. Матеріали оздоблювальні та вироби облицювальні полімерні. Номенклатура показників.

18. ДСТУ Б В.2.7-234:2010. Будівельні матеріали. Матеріали рулонні бітумні та бітумно-полімерні на скловолокнистій основі покрівельні й гідроізоляційні. Технічні умови.

19. ДСТУ Б В.2.7-269:2011. Лінолеум гумовий багатошаровий - релін. Технічні умови (ГОСТ 16914-71, MOD.