3. НЕФТЯНЫЕ СТРОИТЕЛЬНЫЕ БИТУМЫ

3.1. Технические требования

Строительные нефтяные битумы получают окислением остаточных продуктов прямой перегонки нефти и их смесей с асфальтами и экстрактами масляного производства. Допускается получать строительные нефтяные битумы компаундированием окисленных и неокисленных вышеуказанных продуктов.

Строительные нефтяные битумы выпускают следующих марок:

БН 50/50; БН 70/30; БН 90/10.

По физико-химическим показателям строительные нефтяные битумы должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл. 9 [16].

3.2. Определение технических свойств строительных битумов

3.2.1. Определение глубины проникания иглы, температуры размягчения, растяжимости и температуры вспышки

Физико-химические свойства битумов: глубина проникания иглы при температуре 25 °С, температура размягчения, растяжимость при температуре 25 °С и температура вспышки определяются по методикам испытания вязких дорожных битумов в соответствии с под-

разд. 1.2, 1.3, 1.4, 1.7.

28

Температура размягчения и глубина проникания иглы при 25 °С являются основными показателями, по которым битумы маркируют (см. табл. 9). Например, битум марки БН 70/30 (БН – битум нефтяной строительный) должен иметь температуру размягчения не ниже 70 °С, глубину проникания иглы в пределах (21 – 40) ∙ 0,1 мм.

3.2.2. Определение растворимости в толуоле или хлороформе

Сущность метода заключается в определении растворимости битума в органическом растворителе – толуоле или хлороформе, или трихлорэтилене [12].

Перед испытанием образец битума при наличии влаги обезвоживают осторожным нагреванием на газовой горелке или электроплитке закрытого типа при перемешивании стеклянной палочкой до температуры на 80 – 100 °С выше температуры размягчения, но не ниже 120 и не выше 180 °С. Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум процеживают через сито с металлической сеткой и затем тщательно перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха.

Два сложенных вместе беззольных фильтра перед испытанием промывают растворителем, помещают в стаканчик для взвешивания с открытой крышкой и сушат не менее 1 ч в сушильном шкафу при 105 – 110 °С. Затем стаканчик закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе в течение 30 мин и взвешивают с точностью до третьего десятичного знака. Операцию высушивания и взвешивания повторяют до получения расхождения между двумя последовательными взвешиваниями не более 0,0004 г. Повторное высушивание фильтра проводят в течение 30 мин.

В предварительно взвешенную коническую колбу вместимостью 250 мл берут около 5 г пробы битума, взвешенной с точностью до третьего десятичного знака. Массу битума растворяют в 100 мл растворителя, нагревая колбу с обратным холодильником на водяной бане. Раствор битума фильтруют через доведенный до постоянной массы беззольный двойной фильтр, помещенный в стеклянную воронку, укрепленную на штативе.

Раствор наливают на фильтр по стеклянной палочке, воронку с фильтром наполняют раствором не более чем на 3/4 высоты фильтра. Остаток в колбе смывают на фильтр чистым подогретым растворителем. Остатки битума или твердые примеси, прилипшие к стенкам колбы, снимают стеклянной палочкой и смывают на фильтр подогретым чистым растворителем.

29

По окончании фильтрации фильтр с осадком промывают подогретым растворителем при помощи промывки. Промывку ведут до тех пор, пока на фильтре не будет оставаться следов битума, и растворитель не будет стекать прозрачным. Допускается фильтрацию раствора битума и промывку фильтра проводить под вакуумом или применять воронку для горячего фильтрования. При фильтровании под вакуумом воронку с помощью резиновой пробки присоединяют к колбе для фильтрования, соединенной с насосом, создающим разрежение. Беззольный бумажный фильтр смачивают растворителем и помещают в воронку так, чтобы фильтр плотно прилегал к стенкам воронки. При фильтрации с применением воронки для горячего фильтрования не допускается вскипание фильтруемого раствора.

По окончании промывки фильтр с осадком переносят в стаканчик для взвешивания, в котором сушился чистый фильтр, сушат с открытой крышкой не менее 1 ч в сушильном шкафу при 105 – 110°С. Затем стаканчик закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе в течение 30 мин и взвешивают с точностью до третьего десятичного знака. Операцию высушивания и взвешивания повторяют до получения расхождения между двумя последовательными взвешиваниями не бо-

лее 0,0004 г.

Растворимость битума Х в процентах вычисляют по формуле:

где X – растворимость битума, %; m1 – масса битума, взятая на анализ, г; m2 – масса нерастворимого осадка на фильтре, г.

За растворимость битума принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, округленное до второго десятичного знака. Допускаемые расхождения между параллельными определениями не должны превышать 0,05 %.

3.2.3. Определение изменения массы после прогрева

Метод испытания позволяет установить уменьшение массы битума вследствие испарения летучих компонентов или ее увеличения за счет окисления воздухом. Метод позволяет определить стабильность битумов при продолжительном хранении при повышенных температурах, оцениваемой по изменению их показателей [7].

30

Перед испытанием пробу при необходимости обезвоживают нагреванием до температуры на 80 – 100 °С выше температуры размягчения, но не ниже 125 °С и не выше 180 °С, не допуская перегрева, перемешивая стеклянной палочкой. Битум, обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния, процеживают через металлическое сито и перемешивают до полного удаления пузырьков воздуха. Затем битум наливают в две чашки (в металлические по (50 ± 0,1) г, в стеклянные по (28 ± 0,1) г в каждую) и при осторожном наклоне чашки распределяют его по дну равномерным слоем (приблизительно 4 мм).

После охлаждения битума до комнатной температуры в эксикаторе пробы взвешивают с погрешностью не более 0,01 г. Взвешенные пробы устанавливают на горизонтальную решетку сушильного шкафа, предварительно подогретого до (163 ± 1) °С. Температуру контролируют термометром, ртутный резервуар которого находится на уровне чашек. Во время испытания сушильный шкаф не открывают. Прогрев битума продолжается 5 ч. Так как при установлении проб температура сушильного шкафа понижается, то 5 ч отсчитывают от момента достижения 163 °С.

По истечении 5 ч чашки с битумом вынимают из сушильного шкафа, устанавливают в эксикаторе и после охлаждения до комнатной температуры взвешивают с погрешностью не более 0,01 г. Для определения изменения показателей битума после прогрева содержимое чашек расплавляют в сушильном шкафу при 163 °С и после перемешивания определяют показатели, предусмотренные в технических требованиях.

Изменение массы битума после прогрева Х в процентах вычисляют по формуле:

где Х – изменение массы после прогрева, %; m – масса битума до прогрева, г; m1 – масса битума после прогрева, г.

За результат принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений. При изменении массы до 0,2 % допускаемое расхождение составляет 0,05 %. Если изменение массы свыше 0,2 до 1 % допускаемое расхождение составляет 0,05 %. При изменении массы свыше 1,0 % допускаемое расхождение составляет 0,15 %.

31