ЛАБЫ ПО ТКМ
.pdf
Рисунок 2 - Прибор «кольцо и шар»: 1—латунное кольцо; 2—стальной шарик; 3— верхняя полка; 4 — нижняя полка
Производство определения
Обезвоженный и нагретый до подвижного состояния битум процеживают через сито и перемешивают до удаления пузырьков воздуха, а затем наливают с небольшим избытком в кольца, поставленные на пластинку, покрытую смесью декстрина с глицерином. После охлаждения битума в кольцах до комнатной температуры избыток битума срезают нагретым ножом. Кольца с битумом ставят в отверстие прибора КиШ, вставляю в прибор термометр так, чтобы нижняя точка ртутного шарика была на одном уровне с нижней поверхностью битума в кольцах. На поверхность битума в каждом кольце кладут шарик. Прибор КиШ с термометром и кольцами ставят в стакан с водой при температуре 5±1°С, стакан ставят на электроплитку или на пламя газовой горелки и нагревают воду со скоростью 50С/мин.
По мере подогрева и размягчения битума шарик продавливает битум. Температуру, при которой размягченный битум коснулся нижней полки прибора КиШ, принимают за температуру размягчения пробы битума.
За температуру размягчения битума принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений, округленное до целого числа.
1.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСТЯЖИМОСТИ Испытание характеризует эластичность битума и заключается в оп-
ределении максимальной длины, на которую может растянуться без
11
разрыва битум, залитый в форму, половинки которой раздвигаются с постоянной скоростью 5 см/мин при заданной температуре 25 и 0°С.
Аппаратура:
1.Дуктилометр;
2.Формы латунные для битума-«восьмерки»
3.Термометр ртутный стеклянный, с интервалом измеряемых температур 0-50°С, с ценой деления шкалы 0,5°С
4.Нож для среза битума с прямым лезвием
5.Сито с металлической сеткой № 07
6.Пластинка полированная металлическая или термостойкая стеклянная
7.Тальк
8.Глицерин
9.Соль поваренная пищевая
10.Декстрин
11.Спирт этиловый ректификованный технический или спирт этиловый технический
12.Бумага папиросная.
Рисунок 3 - Дуктилометр:
1— линейка; 2 — подвижная каретка; 3 — непод-
вижная
каретка; 4— форма «восьмерка»
12
Рисунок 4- Форма «восьмерка»
Производство определения
Дуктилометр состоит из деревянного ящика, выложенного внутри оцинкованной жестью. Внутри ящика расположены 2 пластины со штифтами. Одна пластина передвигается вдоль ящика, а другая закреплена неподвижно. На одной стороне ящика прикреплена линейка, по которой отсчитывают величину растяжимости.
Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через металлическое сито и тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.
Полированную металлическую или стеклянную пластинку и внутренние боковые стенки вкладышей «восьмерки» покрывают смесью талька с глицерином (1:3) или смесью декстрина с глицерином (1:2). Допускается боковые стенки вкладышей покрывать папиросной бумагой. Затем собирают форму на пластинки.
Битум, подготовленный по пункту 1, расплавляют и наливают в три формы, пока они не наполнятся выше краев. Залитый в форму битум оставляют охлаждаться на воздухе в течение 30-40 мин при комнатной температуре, но не ниже 18°С, а затем гладко срезают излишек битума горячим острым ножом от середины к краям так, чтобы битум заполнял формы вровень с их краями.
Формы с битумом, не снимая с пластинки, помещают в водяную ванну. Высота слоя воды над битумом должна быть не менее 25 мм; в ванне поддерживают температуру испытания. При определении растяжимости при 25 °С температура воды поддерживается (25±0,5) °С, при определении растяжимости при 0 °С температура воды поддерживает-
ся 0 + 0,5 °С.
По истечении 1 ч формы с битумом вынимают из воды, снимают с пластинки и закрепляют в дуктилометре. После этого отнимают боковые части форм. Если образцы выдерживались не в дуктилометре, а в другой ванне, то прежде чем переносить их в дуктилометр, его также
13
наполняют водой, имеющей температуру испытания, в таком количестве, чтобы вода покрывала штифты не менее чем на 25 мм. После того, как температура воды в дуктилометре установится (25±0,5) °С при испытании при 25 °С и 0 + 0,5 °С - при испытании при 0 °С, включают мотор дуктилометра и наблюдают за растяжением битума.
Скорость растяжения при испытаниях при 25 °С и 0 °С должна быть 5 см/мин.
За растяжимость битума принимают длину нити битума в сантиметрах, отмеченную указателем в момент ее разрыва. Для каждого образца проводят три определения. За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение трех параллельных определений.
1.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ХРУПКОСТИ Испытание характеризует морозостойкость битума и заключается в
постепенном охлаждении и периодическом изгибе образца до той температуры, при которой в битуме появляются трещины или образец битума ломается.
Аппаратура:
1.Прибор Фрааса (рисунок 5)
2.Термометр, металлическая сетка № 07
3.Плитка электрическая
4.Секундомер
5.Хлористый кальций технический
6.Бензол или керосин
7.Спирт этиловый технический
8.Углекислота твердая (сухой лед).
Производство определения
Пробу битума обезвоживают и нагревают до подвижного состояния, процеживают через металлическое сито и перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.
Три стальные пластинки промывают растворителем и на каждую наносят 0,4 г битума, взвешенного с погрешностью не более 0,01 г. Пластинки нагревают до тех пор, пока битум не растечется равномерным слоем по всей поверхности.
Защищенные от пыли пластинки с битумом выдерживают при комнатной температуре не менее 20 мин, вставляют в захваты устройства для сгибания, собирают устройство для охлаждения и заполняют сосуд Дюара спиртом примерно до половины высоты. Устройство для сги-
14
бания пластинки вставляют в пробирку с небольшим количеством хлористого кальция. Термометр устанавливают так, чтобы шарик термометра находился на уровне середины пластинки. Температура в пробирке к началу испытания должна быть не ниже 15°С.
Охлаждающий реагент вводят порциями, обеспечивая понижение температуры в пробирке со скоростью 1°С/мин.
Рисунок 5 – Прибор Фрааса:
1—термометр; 2 — устройство для сгибания пластин-
ки;
3-стальная пластинка; 4 — сосуд Дюара; 5— пробирка
Сгибать пластинку начинают при температуре примерно на 10°С выше, чем ожидаемая температура хрупкости. Каждое сгибание и разгибание должно заканчиваться на 20—25с.
Сгибание повторяют в начале каждой минуты и отмечают температуру при появлении первой трещины. Опыт повторяют с двумя оставшимися пластинками и за температуру хрупкости принимают среднее арифметическое трех определений.
1.5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЦЕПЛЕНИЯ БИТУМА С МРАМОРОМ И ПЕСКОМ
Определение сцепления проводят двумя методами: метод А— «пассивное» сцепление и метод Б — «активное» сцепление.
Метод А заключается в определении способности вязкого битума удерживаться на поверхности песка или мрамора при кипячении.
15
По методу Б определяют сцепление жидкого или вязкого битума с поверхностью тех же материалов после встряхивания минеральных материалов с водой и битумом.
Метод А - «пассивное» сцепление. Испытание характеризует прочность сцепления битума с минеральными материалами в дорожных покрытиях и заключается в определении способности вязкого битума удерживаться на поверхности мрамора или песка при воздействии кипящей воды.
Аппаратура:
1.Сита металлические с отверстиями размером 2х2 и 5х5 мм №07
2.Лабораторный стакан вместимостью 250 мл
3.Сетка металлическая диаметром на 5—10 мм меньше диаметра стакана
4.Мрамор белый (содержание кальция в пересчете на СаСОз не менее
98%
5.Магния в пересчете на МgСОз не более 1,5%)
6.Песок
7.Битум.
Производство определения
Испытания проводят на мраморе или песке которые должны быть указаны в технических требованиях на битум.
Мрамор измельчают, отсеивают фракцию 2—5мм, промывают дистиллированной водой, сушат.
Битум обезвоживают, нагревают до подвижного состояния, процеживают через сито № 07.
Готовят две пробы смеси (мрамора 30г и битума 1,2г) в фарфоровых чашках при температуре 130—140°С.
На металлическую сетку с проволочными дужками выкладывают примерно половину смеси из одной чашки, на вторую сетку то же из второй чашки.
Сетки с пробами смеси опускают в стаканы с кипящей дистиллированной водой на 30мин. Битум, отделившийся от мрамора и всплывший на поверхность воды, снимают фильтровальной бумагой. После кипячения сетки помещают в стаканы с холодной водой на 3—5 мин, после чего смеси переносят на фильтровальную бумагу и сравнивают с фотографиями контрольных образцов.
С песком опыт проводят так же, как и с мрамором.
16
Битум считают выдержавшим испытание на сцепление с мрамором или песком, если сцепляемость не менее двух параллельных образцов не хуже изображения на фотографиях контрольных образцов.
Метод Б — «активное» сцепление. В три стеклянные пробирки с притертыми пробками взвешивают по 8г мрамора или песка с погрешностью до 0,1г, наливают по 10мл воды и на поверхность воды добавляют по 0,32г испытуемого битума.
Пробирки закрывают пробками, ставят в подставке в водяную баню на 10мин, накрывают стаканом выступающие из воды части пробирок. Накрывающий пробирки стакан должен касаться воды.
При испытании вязких битумов пробирки после десятиминутного кипячения накрывают кошмой и интенсивно встряхивают 2мин.
При испытании жидких битумов температуру в водяной бане поддерживают 10мин в пределах 55—60°С.
После встряхивания смесь из пробирок переносят на стеклянные пластинки. Для оценки результатов смеси на пластинках сравнивают с фотографиями контрольных образцов.
Битум считают выдержавшим испытание на «активное» сцепление, если его сцепляемость в испытанных смесях не хуже чем на фотографиях.
1.6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ВСПЫШКИ Испытание характеризует пожаробезопасность при работе с биту-
мом и заключается в определении температуры, при которой поверхность подогреваемого битума вспыхивает на короткое время при поднесении пламени.
Аппаратура:
1.Прибор для определения температуры вспышки (рисунок 6)
2.Термометр химический стеклянный с диапазоном измерений температуры от 0 до 360°С
3.Тигель
4.Битум.
17
Рисунок 6 - Прибор для определения температуры вспышки: 1—термометр; 2—.тигель с битумом; 3— песчаная баня химический стеклянный с диапазоном измерений температуры от 0 до 360° С.
Производство определения
Битум обезвоживают, нагревают до подвижного состояния и наливают в тигель. Уровень битума должен быть ниже краев тигля на 5— 8мм. В битум вставляют термометр до середины тигля.
Прибор подогревают со скоростью подъема температуры 10°С/мин. Когда температура битума будет на 40—50°С ниже ожидаемой температуры вспышки, интенсивность подогрева уменьшают до 4 - 5° С/мнн и через каждые 20С быстро подносят к поверхности битума зажженную спичку или тонкий язычок газового пламени. Температура, при которой на короткое время вспыхивает поверхность битума, считается температурой вспышки. Опыт повторяют 2 раза и берут средний результат.
1.7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСЛОВНОЙ ВЯЗКОСТИ Испытание характеризует вязкость жидких битумов и заключается
в измерении времени в секундах, в течение которого 50мл битума при 60°С вытекает через отверстие диаметром 5мм.
Аппаратура:
1. Вискозиметр (рисунок 7)
18
2.секундомер
3.Цилиндр стеклянный мерный вместимостью до 100мл
4.Сито с металлической сеткой № 07
5.Термометр
6.Бензин или другой растворитель.
Производство определения
Битум обезвоживают, процеживают через сито, нагревают до 60°С, баню вискозиметра наполняют водой, нагретой до 65°С, закрывают сточное отверстие шариковым клапаном и заливают битум до штифта на штанге шариковой пробки.
Установив температуру испытуемого битума равной 60±0,5°С, быстро поднимают за штангу клапан и вешают его штифтом на край стакана вискозиметра. В момент, когда уровень битума в мерном цилиндре достигнет метки 25см3, включают секундомер, а когда уровень битума достигнет метки 75см3, секундомер останавливают. За условную вязкость принимают время в секундах истечения 50см3 битума.
Испытание повторяют и берут средний результат.
Рисунок 7- Вискозиметр стандартный: а - общий вид; б—стакан вискозиметра; в—сменное донышко; г — шаровидная пробка:
1-водяная баня; 2-крышка; 3-стакан вискозиметра; 4-штифт пробки;
5-
крыльчатка для перемешивания воды; 6-кран; 7-сменное донышко;
8-
шарик пробки; 9-мерный цилиндр; 10-газовая горелка; 11подогреваемый отросток водяной бани
19
1.8 ВЫВОДЫ В результате проведения лабораторной работы необходимо вы-
брать марку испытуемого битума.
1.9 ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА И ЕГО ЗАЩИТА Отчет должен включать краткое описание хода работы по оценке
свойств дорожных битумов, схемы применяемых приборов и оборудования.
1.10 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Леонович И.И. Дорожно-строительные материалы. - Минск: Высшая школа., 1983. - 399с.
2.Волков М.И. Методы испытания строительных материалов. – М.: Стройиздат, 1974. – 301с.
3.Воробьев В.А. Лабораторный практикум по общему курсу строительных материалов. – М.: Высш. шк., 1964. – 298с.
4.ГОСТ 11955-82 Битумы нефтяные дорожные жидкие. ТУ.
5.ГОСТ 22245-90 Битумы нефтяные дорожные вязкие. ТУ.
6.ГОСТ 11506-73* Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару.
7.ГОСТ 11505-75* Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости.
8.ГОСТ 11505-78 Битумы нефтяные. Метод определения глубины проникания иглы.
9.ГОСТ 6356-75 Нефтепродукты. Метод определения температуры вспышки в закрытом тигле.
10.ГОСТ11503-74* Битумы нефтяные. Метод определения условной вязкости.
11.ГОСТ 11508Определение сцепления битума с мрамором и песком. Методы испытания.
20
