Лабораторна робота № 18. Тема: Бітумні та дьогтьові в’яжучі речовини та матеріали на їхній основі.

Мета. Вивчити методи визначення властивостей будівельних бітумів.

Основні властивості та вимоги до нафтових бітумів різного призначення

Марки бітуму	Температура розм’якшення, за “КіК”, 0С, не менше	Глибина проникнення голки, 0,1 мм, при температурі 250С, не менше (при 00С)	Розтяжність, см, при температурі 250С (при 00С)	Температура крихкості, 0С, не нижче	Температура спалаху, 0С, не нижче
Бітуми нафтові будівельні (ГОСТ 6671)
БН 50/50 БН 70-30 БН 90/10	50 70 90	41...60 21...40 5...20	40 3,0 1,0	не нормується -“- -“-	230 240 240
Бітуми нафтові покрівельні (ГОСТ 9548)
БНК-40/180 БНК-45/190 БНК-90/30	37...44 40...50 85...95	160...210 160...220 25...35	не нормується -“- -“-	не нормується -“- -10	60 60 70
Бітуми нафтові дорожні в’язкі (ГОСТ 22245)
БНД 200/300 БНД 130/200 БНД 90/130 БНД 60/90 БНД 40/60 БН 200/300 БН 130/200 БН 90/130 БН 60/90	35 40 43 47 51 33 38 41 45	201...300(45) 131...200(35) 91...130(28) 61...90(20) 40...60(13) 201...300(24) 131...200(18) 91...130(15) 60...90(10)	- 70(6,0) 65(4,0) 55(3,5) 45(-) -(-) 80(-) 80(-) 70(-)	-20 -18 -17 -15 -12 -14 -12 -10 -6	220 220 230 230 230 220 230 240 240
Бітуми нафтові ізоляційні (ГОСТ 9812)
БНИ-ІV-3 БНИ-ІV БНИ-V	65...75 75...85 90...100	30...50(15) 24...40(12) 20...40(9)	4 3 2	не нормується -“- -“-	250 250 240

Студент повинен знати:

1. Що таке бітум, його властивості і область використання.

2. Як отримують і де застосовують асфальтові розчини і бетони.

1. Що являє собою руберойд, склоруберойд; галузі використання.

3. Види мастик, призначення.

4. Для чого призначені герметизуючи матеріали. Їх різновиди.

Матеріально - технічне забезпечення робочого місця: прилад пенетрометр, сито з металевою сіткою № 07, скляна паличка, термометр, бензин, ніж, джерело нагріву, металева чаша, прилад "Кільце та куля", дуктилометр, будівельний бітум, роз'ємні форми - вісімки, дистильована вода, гліцерин, сіль, тальк.

Зміст і послідовність виконання завдання.

1. Визначення в’язкості.

2. Визначення температури розм'якшення.

3. Визначення розтяжності бітуму.

Методичні вказівки з виконання та оформлення лабораторної роботи.

1. Визначення в’язкості.

В ’язкість бітуму визначається за допомогою приладу - пенетрометра. По глибині проникнення в бітум голки приладу під навантаженням 1Н (0,1 кгс) на протязі 5 сек при температурі 25°С судять про його в'язкість. Вона виражається в градусах відхилення стрілки приладу, при тому 1°С відповідає глибині проникнення голки на 0.1 мм. Пенетрометр складається з металевого штатива, нижня частина якого являєсобою опорну площадку з трьома встановлювальними гвинтами для приведення її у горизонтальне положення. До опорної площадки; прикріплений обертаючийся предметний столик для встановлення кристалізатора з металевою нашою, в яку поміщують випробуємий бітум. На верхньому кронштейні штатива закріплений циферблат розділений на 360°, та контактна рейка рух якої передається стрілці циферблату. На нижньому кронштейні закріплений вільно падаючий стержень з голкою і вантажем масою 100 ±0,01 гр., якій утримується стопорною кнопкою. Збоку до стійки шарнірно прикріплене дзеркало. Стальна голка повинна бути закріплена та відполірована. Кінчик голки повинен бути затуплений. Попередньо обезболений та проціджений бітум розплавлюють в піщаній або масляній бані або в сушильній шафі до рухомого стану. Наливають в металеву чашу так, щоб поверхня його була більш ніж на 5 мм нижче верхнього краю чашки та швидким рухом гарячого сірника вилучають бульбашки повітря. Потім бітум поміщують в баню з водою нагрітою до 25°С і залишають на 1 годину до випробування. Висота шару води над бітумом повинна бути не меньше ніж 10 мм. Температуру в бані підтримують постійною, коливання температури води не повинно перевищували ± 5°С. По закінченню 1 год. кристалізатор разом з водою і чашою установлюють на столик пенетрометра, підводять кінчик голки до поверхні бітуму, при цьому голка повинна злегка торкатися бітуму, але не входити в нього. Для полегшення цієї операції служить дзеркало. Кремал'єру доводять до верхньої площадки стрежня, несучого голку і встановлюють стрілку на нуль або відмічають ії положення. Одночасно вмикають секундомір та натискають стопорну кнопку, даючі голці вільно входити в бітум на протязі 5 секунд. Визначення повторюють 3 рази в різних точках на поверхні бітуму, відстаючих не менше ніж 10 мм від країв чаші і одна від іншої. Середнє арифметичне цих визначень дає значення проникання голки в градусах і відповідає глибині проникання голки в десятих долях мм. Розходження між результатами визначення глибини проникання голки(град) в кожному досліді не повинне перевищувати слідуючи даних:

Глибина протикання голки, град.	Допустимі розходження, град.
До 50 Вище 50 до 150 Вище 150 до 250 Вище 250	2 4 6 3 % від середнього результат

Після кожного занурювання голку виймають обмивають бензином та насухо витирають чистого сухою тканиною.

2. Визначення температури розм'якшення.

Температуру розм'якшення визначають на приладі "Кільце і куля". Він складається з трьох металевих дисків, з'єднаних між собою металевими стрежнями. В середньому диску є два отвори, в кожне з яких вставляють латунні кільця. Всередині верхнього диску є отвір для термометра.

П ідготовлений бітум наливають в латунні кільця, розміщені на пластині, що покриття сумішшю талька з гліцерином (1:3). Після охолодження на протязі 20 хв. при температурі 25±10°С, залишок бітуму зрізають нагрітим ножем врівень з краями кілець. Потім кільця з бітумом кладуть в отвори середнього диску і прилад розміщують в хімічному стакані, наповненому свіжекип'яченою водою з температурою 5±1°С та витримують на протязі 10 хв. Рівень води в склянці повинен бути вище поверхні бітуму в кільцях не менше чим на 5 см. По закінченню 10 хв. кільця з склянки виймають і в центр кожного кільця на поверхню бітуму кладуть стальну кульку вагою 3,5 г та діаметром 9,53 мм. Потім кільця знову ставлять в стакан з водою і нагрівають на плитці або горілці. Швидкість нагріву склянки з водою повинна бути 5±0,5°С в хв. Нагрівають до тих пір, кулька з розм'якшим бітумом не торкнеться нижнього диску.

В момент дотику кульки відраховують температуру розм'якшення бітуму. Якщо температура розм'якшення від 80 до 110 °С, то замість води в склянку наливають гліцерин і кільце з бітумом перед дослідом витримують в воді з гліцерином 10 хв при температурі 32±1°С. Розходження між двома паралельними визначеннями не повинно перевищувати 1-2°С. Дослід проводять два рази.

3. Визначення розтяжності бітуму.

Розтяжність визначають на прикладі дуктилометр.

Дуктилометр.

Розтягнення характеризується довжиною нитки бітуму в момент її розриву при температурі 25°С та швидкості витягування 5 см/хв і виражається в сантиметрах. Дуктилометр являє собою пластмасовий або дерев'яний ящик, вкритий в середині оцинкованою сталлю.

По довжині ящика проходить черв'ячний гвинт з насадженими на ньому двома салазками, які пересуваються по гвинту вручну, ящик має шкалу, по якій беруть відлік.

На скляну пластинку, змазану гліцерином, поміщають форми, внутрішні поверхні яких змазують сумішшю талька з гліцерином. Потім в ці форми наливають тонкою цівкою бітум. Його залишають охолоджуватись на повітрі на протязі 30-40 хв при температурі 20±2°С. Після цього залишок бітуму в формі зрізають гарячим ножем від середини так, щоб бітум заповнив форми врівень з їх краями. Зразок занурюють в воду при 25°С на 1 год, слідкуючи за тим, щоб температура була постійною. Якщо щільність бітуму більше 1, то щільність води збільшують, домішуючи сіль, щоб бітум не тонув. Швидкість руху салазок повинна бути 5 см/хв. Бітумну нитку розтягують до тих пір, поки вона не обірветься. В момент розриву роблять підрахунок по лінійці (в см) і цю довжину приймають за показник розтяжності. Дослід проводять 3 рази.

Після лабораторних випробувань, порівнюють отримані результати з вимогами ГОСТа, приведеними в таблиці про фізико-механічні властивості нафтових бітумів і роблять висновок про марку бітуму.

Після виконання лабораторної роботи студент повинен вміти: визначати в’язкість бітуму, температуру його розм'якшення та розтяжність, марку бітуму за таблицями.