Определение пенетрации

Цель работы: Определение пенетрации, оказывать сопротивление проникновению иглы при стандартной нагрузке.

Пенетрация нефтяных битумов характеризует их свойство оказы­вать сопротивление проникновению иглы при стандартной нагрузке, в течение 5 сек, при температуре 0 и 25° С. Этот показатель не является физической константой битума, но характеризует его консистенцию и твердость. Естественно, что у мягкого битума пенетрация будет выпш, т. е. игла будет проникать глубже, чем у твердого. На вели­чину пенетрации оказывает влияние состав битума. С увеличением содержания в составе битума масел пенетрация растет, продукт становится мягким. Наоборот, при удалении из битума летучих веществ, а также с увеличением содержания в нем асфальтенов и карбонов величина пенетрации будет уменьшаться, и битум превра­щается в хрупкое вещество. Пенетрация измеряется в условных единицах — градусах. 1 град соответствует перемещению иглы на 0,1 мм.

Устройство прибора описано в (см. рис. 3). Вместо конуса, применяемого при определении пенетрации смазок, для определении пенетрации битума установлена стальная нгла длиною 50,8 и диа­метром 1 мм. Игла сточена на конус и укреплена в иглодержателе. Длина конуса 6,35 мм, угол от 8,4 до 9,4°; диаметр затупленного острия иглы 0,14—0,16 мм. Вес иглодержателя с иглой составляет в сумме 100, вес груза 50 г.

Проведение испытания

Расплавленный битум наливают в металлическую чашку высо­той 35 и диаметром 55 мм в таком количестве, чтобы его уровень отстоял от края чашки на 5 мм, и охлаждают до температуры 18— 20° С в течение 1 ч. Чашку с битумом погружают в водяную баню высотой не менее 70 мм с температурой 25° С и выдерживают при этой температуре 1 ч, сохраняя под битумом слой воды высотой не менее 25 мм. Затем чашку с битумом переносят в плоский сосуд высотой 50 мм, в который наливают воду с температурой 25° С с таким расчетом, чтобы слой воды над битумом составил не менее 10 мм. Сосуд с битумом устанавливают на столик пенетрометра. Нажав кнопку, освобождают стержень и, придерживая его рукой,приближают иглу к поверхности битума. Затем, вращая столик, окончательно подводят иглу, пока она не будет касаться битума, проверяя положение иглы по отражению в зеркале. Кремальеру опускают до стержня, а стрелку циферблата устанавливают в поло­жение 0.

Одновременно пускают секундомер и нажимают кнопку пене­трометра, выдерживая ее в течение 5 сек. Разность между отсчетами на циферблате дает величину пенетрации. Определение повторяют не менее трех раз в различных точках поверхности битума, отстоя­щих одна от другой и от краев чашки на 10 мм. Среднее арифмети­ческое из этих определений принимается за величину пенетрации в градусах. 1 град пенетрации соответствует проникновению иглы в битум па 0,1 мм. После каждого определения иглу вынимают, моют бензином, сушат и снова устанавливают в иглодержатель.

Вопросы:

1. Что такое пенетрация?

2. Что называют битумами?

Лабораторная работа №12 Определение растяжимости, или дуктильности

Цель работы: Определение растяжимост

Под растяжимостью понимается способность битума вытяги­ваться в тонкие нити под влиянием приложенной к нему силы. Иногда понятие растяжимость отождествляют с понятием дуктиль-ность или текучесть.

Растяжимость является условной технической величиной и вместе с температурой размягчения и пенетрацией указывает на степень мягкости битума. Растяжимость характеризуется максимальной длиной нити битума в условиях растяжения его в стандартных условиях в приборе — дуктилометре. Чем нити длиннее и тоньше, тем битум лучше будет противостоять механическим воздействиям, т. е. обладать лучшей эластичностью, прилипаемостью и способ­ностью работать на изгиб.

Величина растяжимости зависит от состава битума. Найдено, что с увеличением количества смол увеличивается растяжимость. Битум приобретает более эластичные свойства, что имеет большое значение для дорожного строительства и при изготовлении эластич­ных лакокрасочных покрытий. Наоборот, присутствие в битуме твердых парафинов и взвешенных частиц снижает эластичность, и нить при испытании на дуктильность становится короткой и быстро разрывается. Асфальтены также снижают растяжимость, и битум приобретает хрупкость. Дальнейшее увеличение содержания асфаль-тенов, а особенно карбенов и карбоидов, приводит к полной потере битумом растяжимости. На величину растяжимости оказывают влияние температура и количество взятого для вытягивания в нить битума, скорость и равномерность вытягивания нити и величина приложенной при испытании силы. Чтобы добиться постоянства этих величин при испытании битума и получать сравнимые резуль­таты, испытания, в соответствии с ГОСТ 11505—65, проводятся на дуктилометре.

Дуктилометр (рис. 4) представляет собой ящик, внутри которого вдоль по кремальерам поступательно движутся салазки. Их движение осуществляется с помощью мотора. Одна из поперечных сторон ящика снабжена стойкой. На салазках и стойке имеются штифты, к которым крепится испытуемый образец битума. На одной из продольных сторон ящика помещена шкала для измерения длины нити. Для отливки норции битума, предназначенной к испытанию, служат специальные латунные формы — «восьмерки» стандартных размеров.

Рис. 4. Общий вид дуктилометра:

1 — ящик; 2 — червячный винт: з — салазки; 4 — стойка; 5 — указательная стрелка; в — отсчетная линейка; 7 — мотор; в — формы («восьмерки»).

Проведение испытания

Полированную металлическую пластинку и внутреннюю поверх­ность латунной формы смазывают смесью талька с глицерином в соотношении 1 : 3, чтобы избежать прилипания к ним битума. После подготовки собирают форму и укладывают ее на металличе­скую пластинку.

Подготовленный и расплавленный битум налипают в форму тонкой струей с одного конца к другому, пока форма не заполнится несколько выше краев, и оставляют охлаждаться в комнате в тече­ние 30 мин. После охлаждения горячим острым ножом срезают избыток битума, выравнивая его поверхность. Затем форму с биту­мом и пластинкой погружают на 1,5 ч в водяную баню так, чтобы высота слоя воды над битумом была не менее 25 мм. Температура воды 25° С. Через час форму осторожно снимают с пластинки. В дуктилометр наливают воду при температуре 25° С и проверяют скорость движения салазок, которая должна составлять 5 см/мин при вклю­ченном электромоторе. В подготовленном и проверенном дуктилометре закрепляют форму с битумом, падевая ее кольца на штифты салазок и стойки. Вода в дуктилометре должна; покрывать битум на 25 мм. Отняв боковинку формы, включают электромотор и следят за растяжением битума. Расстояние (в см), пройденное салазками до момента разрыва нити, отмечается указателем прибора. Определе­ние повторяется 3 раза. Среднее из трех показаний принимается за растяжимость битума.

Вопросы:

1.Что такое дуктильность?

2 Принцип работы дуктилометра?