Дорожно-строительные материалы. Битумы. Асфальтобетон. Лабораторный практикум

3.5. Определение условной вязкости

Приборы и материалы: вискозиметр с диаметром отверстия истечения 4 мм, секундомер с ценой деления 0,2 с, термометр ртутный с ценой деления 0,5ОС и диапазоном измеряемых температур от 0ОС до 50ОС, термостат или сушильный шкаф, позволяющие поддерживать температуру (40±1)ОС, сито с сеткой N 063, цилиндр стеклянный вместимостью 100 мл с ценой деления 1 мл.

Перед началом испытаний пробу эмульсии объемом 500 мл процеживают через сито № 063 для получения однородной массы. После чего пробу в закрытом сосуде помещают в термостат или сушильный шкаф на (60±10) мин при температуре (40±1) ОС.

В водяной бане вискозиметра (см. рис. 2.1) поддерживается температура (40±1)ОС и контролируется термометром. Водяную баню закрывают крышкой с отверстием для термометра, во избежание испарения воды.

Проведение испытания:

-закрыть верхнюю часть отверстия цилиндра с помощью шарового клапана.

-аккуратно заполнить цилиндр битумной эмульсией до отметки на шаровом клапане, когда тот находится в вертикальном положении;

-измерить термометром температуру битумной эмульсии в цилиндре (должна быть (40±1)ОС);

-под сопло вискозиметра поставить мерный стеклянный цилиндр.

-поднять и зафиксировать клапан.

41

-начать отсчет времени, когда жидкость в цилиндре достигнет 25 мл, и закончить, когда жидкость достигнет 75 мл.

-полученное время истечения в секундах округляют до целого числа.

За результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов не менее трех измерений, результат округляют до целого числа при условии, что отдельные результаты не отличаются более чем на 10% от среднего арифметического.

3.6. Определение устойчивости эмульсии при хранении по остатку на сите № 014

Устойчивость при хранении - способность битумной эмульсии не образовывать частиц крупнее 0,14 мм в течение 7 сут.

Приборы и материалы: весы с точностью измерений до ±0,01 г, сито с сеткой № 014 с поддоном металлический в цилиндрической оправе; термометр ртутный с ценой деления 0,1ОС и диапазоном измеряемых температур от 0ОС до 150ОС, вентилируемый сушильный шкаф, позволяющий поддерживать температуру (105±3)ОС, эксикатор, стакан стеклянный лабораторный вместимостью 250 мл, мерный цилиндр стеклянный вместимостью 250 мл с притертой крышкой, кислота соляная, 1%-ный раствор, стеклянная палочка.

42

В два мерных цилиндра наливают по 200 мл эмульсии, закрывают крышкой и ставят в темное место на 7 сут.

По истечении времени испытания (7 сут) достают мерный цилиндр, эмульсию выливают в стеклянный стакан, где тщательно перемешивают стеклянной палочкой.

Перед началом испытания эмульсию в закрытом сосуде, сито, поддон, стеклянную палочку выдерживают при температуре (23±3)ОС в течение (60±10) мин. Сито с фарфоровой чашкой или поддоном взвешивают на весах, М1, с точностью до 0,01 г. После взвешивания сито обильно смачивают 1%-ным раствором соляной кислоты или водным раствором эмульгатора, используемым для приготовления эмульсии. Нагревают сушильный шкаф до температуры (105±3)ОС.

Определяют массу стеклянного стакана, М2, с точностью до 0,1 г. В стеклянный стакан наливают (100±1) г предварительно перемешанной битумной эмульсии, М3, с точностью до 0,1 г.

Навеску эмульсии равномерно процеживают через сито, слегка встряхивая, не допуская разбрызгивания эмульсии. Одновременно с эмульсией вливают 1%-ный раствор соляной кислоты или водный раствор эмульгатора, используемый для приготовления эмульсии.

Взвешивают стеклянный стакан с остатками эмульсии, М4, с точностью до 0,1 г. Сито с остатком эмульсии промывают раствором соляной кислоты или водным раствором эмульгатора, используемым для приготовления эмульсии, а затем проточной водой до получения прозрачных промывных вод, не содержащих следов эмуль-

43

сии. Для промывки используют от 100 до 300 мл раствора.

Сито с остатком частиц ставят на фарфоровую чашку или поддон, на котором предварительно взвешивали, и помещают в заранее нагретый сушильный шкаф. Сушат (60±10) мин до постоянной массы при температуре (105±3) °С.

После получения постоянной массы сито с поддоном и остатком вяжущего после сушки охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают на весах, М5, с точностью до 0,1 г.

Остаток эмульсии на сите в % по массе, рассчитывают по формуле

,

где М1 - масса сита и чашки; М2 - масса стеклянного стакана; М3 - масса эмульсии;

М4 - масса стеклянного стакана с остатком эмульсии; М5 - масса сита, чашки или поддона с остатком вя-

жущего после сушки.

Остаток эмульсии на сите № 014 определяется как среднее арифметическое результатов не менее двух измерений. Результат округляют до 0,01%. За результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов не менее двух параллельных измерений. Разница между двумя последовательными результатами испытаний, полученными с помощью одного и того же оборудования

44

при точном соблюдении всех требований метода испытаний (сходимость), - не превышает 0,03% от среднего арифметического.

3.7. Определение расслоения эмульсии

Расслоение (РА, РБ): Изменение концентрации вяжущего в верхнем и нижнем слое образца после отстаивания в течение определенного времени при температуре

(23±3)ОС.

Приборы и материалы: мерный стеклянный цилиндр вместимостью от 100 до 500 мл, весы с точностью измерений до ±0,01 г, чашка металлическая цилиндрическая с плоским дном, внутренним диаметром (128±1) мм, высотой (15,0±0,5) мм и толщиной стенок (1,5±0,1) мм, термометр ртутный с ценой деления 0,5ОС и диапазоном измеряемых температур от 100ОС до 200ОС, вентилируемый сушильный шкаф, позволяющий поддерживать температуру (163±2)ОС, стаканы стеклянные требуемой вместимости, эксикатор, стеклянная палочка.

Метод А: Расслоение (РА) определяется путем визуального наблюдения за изменением концентрации (осветлении) битумной эмульсии в верхнем или нижнем слое мерного цилиндра с течением времени.

Перед началом испытаний пробу эмульсии объемом (500±5) мл тщательно перемешивают для получения однородной массы. После чего следует:

45

-аккуратно влить в стеклянный цилиндр битумную эмульсию до отметки 100 мл;

-закрыть верхнее отверстие цилиндра с помощью пробки;

-зафиксировать время и дату начала испытаний;

-ежедневно, в одно и то же время каждые 24 ч ± 30 мин в течение 7 сут, визуально определяют уровень оседания или всплытия битумной фазы (Рn). Фиксируют полученные результаты.

Расслоение определяют по отметкам в цилиндре РA, %, с точностью до 0,1%, по формуле

,

где Р1 …Р7 - ежесуточные уровни оседания или всплытия битумной фазы, мл;

Vэм - начальный объем эмульсии, мл.

За результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов не менее двух измерений. Допустимое отклонение отдельных результатов испытаний не должны отличаться от среднеарифметического значения более чем на 4%.

46

Рис. 3.4 . Цилиндр для испытаний по методу Б

1 - верхний слой (В); 2 - нижний слой (Н);

3 - закрываемые боковые трубки;

4 - средняя часть

Метод Б: Расслоение (РБ) определяется путем измерения изменения концентрации битумной эмульсии в верхнем и нижнем слоях мер-

ного цилиндра (рис.3.4) с течением времени.

Перед началом испытаний пробу эмульсии объемом (1500±10) мл тщательно перемешивают для получения однородной массы. Затем вливают в стеклянный цилиндр с боковыми трубками испытуемый образец эмульсии до уровня 500 мл (Vэм). Плотно закрывают цилиндр пробкой

иоставляют на 7 сут.

Вконце отстаивания, не выводя из равновесия содержимое цилиндра, открывают верхнюю боковую трубку и из верхнего слоя эмульсии отбирают образец объе-

мом (55±5) мл.

По окончанию отбора проб стеклянной палочкой аккуратно перемешивают до однородного состояния получившуюся пробу (B).

Затем сливают эмульсию из средней части цилин-

дра, открывая нижнюю боковую трубку и позволяя

47

эмульсии стечь в другой стакан до прекращения течения. Эта часть эмульсии не участвует в испытании.

Закрывают нижнюю боковую трубку. Размешивают оставшуюся эмульсию так, чтобы любой остаток, прилипший к стенкам или основанию цилиндра, был перемешан до однородного состояния.

Если оставшийся остаток в нижней части цилиндра невозможно перемешать до однородного состояния из-за расслоившейся эмульсии, испытание прекращают, отражая данную информацию в протоколе испытания.

Остаток в цилиндре сливают во второй лабораторный стакан для получения второго образца. По окончанию отбора проб стеклянной палочкой аккуратно перемешивают до однородного состояния получившуюся про-

бу (H).

Определяют содержание вяжущего в каждом образце по методике п. 3.2. «Определение содержания вяжущего с эмульгатором в битумной эмульсии» (стр. 32).

Расслоение определяют по разнице в содержании вяжущего в верхнем и нижнем слоях цилиндра РБ, %, с точностью до 0,1%, по формуле

,

где Н - содержание вяжущего в нижнем слое, % по массе; В - содержание вяжущего в верхнем слое, % по массе.

Отрицательные значения расслоения говорят о том, что вяжущее всплывает.

Разница между двумя последовательными результатами испытаний, полученными с помощью одного и того же оборудования при точном соблюдении всех требова-

48

ний метода испытаний (сходимость), недолжна превышать 1% от среднего арифметического.

3.8.Определение сцепления (адгезии)

сминеральными материалами

Приборы и материалы: вода дистиллированная, шпатель, предметные стекла диаметром не менее 100 мм, весы с точностью измерений до ±1 г , два термостойких сосуда внутренним диаметром (95±10) мм, термометр ртутный с ценой деления 1ОС и диапазоном измеряемых температур от 0 °С до 150ОС, вентилируемый сушильный шкаф, позволяющий поддерживать температуру (60±2) °С, вентилируемый сушильный шкаф, позволяющий поддерживать температуру (110±2)ОС, стаканы стеклянные термостойкие вместимостью 500 мл, эксикатор.

Испытание проводят с материалами, применяющимися в реальных условиях. В случае неудовлетворительных результатов необходима замена минерального материала или корректировка рецепта эмульсии.

Перед началом испытаний отбирают пробу минерального материала массой (1000±100) г, фракций от 10 до 15 мм. Тщательно промывают водой и сушат в вентилируемом термостате при температуре (110±2)ОС в течение 2 ч.

При определении сцепления вяжущего эмульсии с минеральными материалами необходимо выполнить следующие операции:

- взвесить (200±5) г минерального материала в тер-

49

мостойком сосуде внутренним диаметром (95±10) мм вместе со шпателем;

-налить во второй сосуд битумную эмульсиию в количестве, соответствующем (10±1) г вяжущего вещества. Например, при содержании вяжущего в эмульсии 50%, необходимо налить 20 г битумной эмульсии;

-наливают эмульсию в ёмкость с минеральным материалом и тщательно перемешивают шпателем;

-если минеральный материал покрыт вяжущим не полностью, необходимо отвесить во второй сосуд битумную эмульсию в количестве, соответствующем (10±1) г вяжущего вещества; долить в смесь отвешенное количество эмульсии и продолжить смешение. Использованное количество вяжущего необходимо отразить в протоколе проведения испытаний;

-распределяют смесь по предметному стеклу и помещают его в вентилируемый термостат на (24±1) ч при температуре (60±2)ОС;

-затем смесь переносят в лабораторный стакан и заливают её дистиллированной водой так, чтобы поверхность заполнителя была полностью покрыта дистиллированной водой, нагретой до температуры (60±2)ОС, и накрывают предметным стеклом. Помещают стакан в вентилируемый термостат на (20±4) ч при температуре

(60±2)ОС;

-после извлечения стакана из термостата, воду сливают, а смесь вынимают из стакана и помещают на фильтровальную бумагу.

Поверхность зерен минерального материала осматривают и проводят оценку качества сцепления эмульсии с

50