Дорожно-строительные материалы. Битумы. Асфальтобетон. Лабораторный практикум

Продолжение таблицы 1 а

Дополнительные показатели

Затем кольца, заполненные битумом, вставляют в отверстие среднего диска, а на поверхность битума помещают стальные шарики диаметром 9,53 мм и массой 3,5±0,05 г (рис 1.2, б). Прибор с битумом ставят в стакан, наполненный дистиллированной водой с температурой +5°С, на 15 мин. За это время битум в кольцах приобретает температуру +5°С.

После этого прибор с водой ставят на нагревательный прибор (например, на газовую горелку с асбестовой сеткой) и начинают нагревать со скоростью 5 ОС в 1 мин.

При нагревании битум начинает размягчаться и под действием веса шарика каплей вытекает из кольца (рис. 1.2 в). Температуру, при которой битумная капля коснется нижней пластинки, принимают за температуру размягчения битума (как среднее арифметическое двух показателей).

Если температура размягчения битума будет выше 80 ОС, то вместо воды применяют глицерин, и образец выдерживают перед испытанием не при 5, а при 32 ОС.

1.4. Определение растяжимости

Приборы : дуктилометр, термометр с интервалом измеряемых температур 0…50 ОС.

Пластичность битума характеризуется его растяжимостью – способностью вытягиваться в тонкую нить под действием приложенной растягивающей силы.

Величина растяжимости (дуктильности) определяется длиной нити в см, в которую вытягивается битумный

12

образец до разрыва при определенной температуре и скорости вытягивания. Для дорожных битумов растяжимость определяют при 25 и 0 ОС.

Растяжимость битумов определяют в приборе дуктилометре (рис. 1.3), который представляет собой вытянутую металлическую ванну. Внутри вдоль прибора по направляющему винтовому стержню 1 при включении мотора передвигаются салазки 2, за которые закрепляется один конец битумного образца. В дуктилометре имеется шкала 3 длиной 100 см, по которой скользит указательстрелка, показывающая перемещение салазок и удлинение образца.

Образцы битума изготавливают, заливая расплавленный битум в разборные латунные формы, состоящие из четырех частей (рис. 1.4). Размеры битумного образца: длина 7,5 см, сечение в его самой узкой части – 1x1 см.

Формы в собранном виде помечают на металлическую пластинку, которую вместе с боковыми съемными частями формы с внутренней стороны смазывают смесью талька с глицери-

ном во избежание прилипания к ним битума. Расплавленный битум наливают в форму вровень с ее краями. Битум охлаждают в течение 30 мин при температуре 18…22ОС, после чего избыток срезают горячим ножом.

Образцы битума в формах помещают на 1,5 ч в воду с температурой 25±0,1 ОС (0±0,1ОС).

Дуктилометр заполняют водой с температурой 25ОС (0ОС) и поддерживают эту температуру в течение всего опыта. Допускаются колебания температуры ±0,1ОС. Образцы битума помещают в дуктилометр. Одно кольцо за-

13

крепляется на неподвижной части прибора, а другое – на подвижных салазках. Боковые части формы снимаются. Испытанию подвергаются одновременно три образца.

Вода в дуктилометре должна быть не менее чем на 2,5 см выше образцов.

1

Рис. 1.3. Дуктилометр:

1 – направляющий винтовой стержень; 2 – салазки; 3 - маховичок

Рис. 1.4. Формы для образцов при испытании на растяжимость

Устанавливают скорость 5 см/мин (при 25ОС) или 0,5 см/мин (0ОС) и включают мотор. Салазки начинают перемещаться с заданной скоростью, растягивая битумные образцы. В момент разрыва определяют по шкале длину нити в см, которая и является показателем растяжимости битума. Окончательный результат определяют как среднее арифметическое испытания трех образцов.

14

1.5. Определение температуры хрупкости

Приборы: прибор Фрааса, секундомер.

Температуру хрупкости битумов определяют на приборе Фрааса (рис. 1.5), в котором с помощью твердой углекислоты понижают температуру.

На поверхность латунной пластинки размером 40х20 мм и толщиной 0,15 мм наносят тонкий слой битума

испытаний. Температура хрупкости дорожных битумов колеблется в пределах от -5 до -20 ОС. Чем ниже температура хрупкости, тем выше качество битума. С таким битумом покрытие более морозоустойчиво, на нем образуется меньше трещин.

15

1.6. Определение температуры вспышки

Приборы: прибор для определения температуры вспышки, термометр.

Испытания проводят в открытом тигле, определяя температуру, при которой пары битума, нагреваемого в стандартных условиях, образуют с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Этот показатель нужен для установления режима плавления битума и приготовления из него горячего асфальтобетона, мастик и т.п.

Рис. 1.6. Прибор для определения температуры вспышки битума:

1 – газовая горелка;

2 –тигель с песком;

3 – зажигательное приспособление;

4 – термометр

5 –штатив; 6 – тигель с битумом

;

Испытание битума ведут в приборе (рис. 1.6), состоящем из наполненного песком большого тигля, обогреваемого горелкой, и внутреннего тигля, в который наливают расплавленный битум. Во внутренний тигель погружают термометр в вертикальном положении, причем ртутный

16

шарик должен находиться в центре тигля приблизительно на одном расстоянии от дна тигля и от уровня битума.

Прибор и все его части устанавливают и закрепляют в штативе. Наружный тигель нагревают пламенем газовой горелки со скоростью 10ОС в минуту. За 40 ОС до ожидаемой температуры вспышки скорость нагревания уменьшают до 4 ОС в минуту; за 10ОС до ожидаемой температуры вспышки медленно проводят пламенем зажигательного приспособления по краю тигля на расстоянии 10…14 мм от поверхности битума и параллельно этой поверхности. Длина пламени должна быть 3…4 мм; время продвижения пламени от одной стороны тигля до другой стороны составляет 2…3 с.

За температуру вспышки битума принимают температуру, показываемую термометром при появлении синего пламени хотя бы над частью его поверхности.

1.7. Определение изменения температуры размягчения после прогрева

Приборы: чашки металлические цилиндрические с плоским дном диаметром 128 мм, высотой 15 мм или чашки стеклянные с наружным диаметром 100 мм, шкаф сушильный с терморегулятором, сито металлическое с сеткой № 07, термометр с интервалом измеряемых температур 0…200 ОС, эксикатор, весы лабораторные технические.

Перед испытанием пробу битума при необходимости обезвоживают нагреванием до температуры на

17

80…100ОС выше температуры размягчения, но не ниже 125ОС и не выше 180ОС, не допуская перегрева, перемешивая стеклянной палочкой. Битум, обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния, процеживают через металлическое сито и перемешивают для полного удаления пузырьков воздуха.

Тщательно вымытые чашки помещают не менее чем на 30 мин в сушильный шкаф при 105±1ОС. Затем чашки охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают с погрешностью не более 0,01 мм.

Битум наливают не менее чем в две чашки (в металлические по 50±0,1 г, 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 нагретого до 163±1ОС. 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 163ОС. Время достижения заданной температуры не должно превышать 15 мин.

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.

Изменение массы битума после прогрева (Х) в про-

18

центах вычисляют по формуле

X (m m1)100%, m

где Х – количество испарившегося разжижителя, %; m - масса жидкого битума до испытания, г;

m1 - масса жидкого битума после испытания, г.

За результат испытания принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений.

Для определения изменения температуры размягчения после прогрева содержимое чашек расплавляют в сушильном шкафу при 163±1ОС и после перемешивания проводят испытания по п.1.3 ( см. стр. 6). Изменение температуры размягчения после прогрева вычисляют как разность температур размягчения,

1.8. Определение индекса пенетрации

Индекс пенетрации – показатель, связывающий два наиболее характерных свойства битума - глубину проникания иглы и температуру размягчения определённая эксплуатационная характеристика Его определяют по таблицам приложения 2. ГОСТа 22245-90 «Битумы нефтяные дорожные вязкие» или вычисляют по формуле

где П25 – глубина проникания при 25 оС, 0,1 мм; Тр – температура размягчения битума, оС.

19

1.9.Определение «пассивного» сцепления битума

смрамором и песком (метод А)

Приборы и материалы: металлические сита с отверстиями размером 2х2 и 5х5, сито с металлической сеткой

№07, фарфоровая чашка, термостат, металлическая сетка

№025 или 05, фильтровальная бумага, весы лабораторные, термометр (до 150ОС), мрамор белый (содержание СаСО3 не менее 98%, MgСО3 не более 1,5%), песок (SiO2 не менее 98%, размер зерен 0,5…0,8 мм)

Испытания проводят на мраморе или песке. Мрамор измельчают, отсеивают через металлические сита фракцию размером от 2 до 5 мм. Кусочки с полированной поверхностью отбрасывают. Образцы мрамора или песка промывают дистиллированной водой и сушат при 105…110ОС, песок в течение 2 ч, мрамор – 5 ч.

Перед испытанием образец битума обезвоживают осторожным нагреванием до 105ОС при перемешивании стеклянной палочкой. Битум, обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния, процеживают через сито с сеткой № 07.

Для приготовления битумоминеральной смеси в две фарфоровые чашки взвешивают по 30 г подготовленного мрамора или песка (с погрешностью не более 0,1 г) и по 1,20 г испытуемого битума с погрешностью не более 0,01 г. Чашки выдерживают в течение 20 мин в термостате при 130…140ОС. Чашки вынимают из термостата и перемешивают мрамор или песок с битумом металлической ложкой до покрытия всей поверхности минерального ма-

20