Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Определение физико-механических свойств строительных материалов для реставраторов. Учебно-методическое пособие
.pdf
БИТУМЫ, БИТУМНЫЕ КРОВЕЛЬНЫЕ, ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫЕ,
ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ
Лабораторная работа № 28.
Определение глубины проникания иглы (пенетрация)
Цель работы: определение механических свойств битума (пенетрации).
В качестве показателя условной вязкости битума принимают выраженную в единицах, соответствующих десятым долям миллиметра (0,1
мм), глубину проникания иглы пенетрометра (рис.) в образец битума при
нагрузке 100 г в течение 5 мин при температуре 25 °С и при нагрузке 200 г
течение 1 мин при температуре 0 °С.
Обезвоженный и расплавленный до подвижного состояния битум
наливают в металлическую чашку так, чтобы поверхность битума была не
более чем на 5 мм ниже верхнего края чашки, и быстрым движением горящей спички удаляют с поверхности битума пузырьки воздуха. Затем
чашку с битумом охлаждают на воздухе при температуре 18–30 °С в течение 60–90 мин при испытании битума с глубиной проникания иглы до 250
и 90–120 минут – с глубиной проникания иглы более 250. После этого
чашку с битумом ставят в кристаллизатор с водой, имеющей температуру
(25±0,5) °С, на один час. Уровень воды в кристаллизаторе должен быть выше уровня битума не менее чем на 10 мм.
Рис. Пенетрометр: 1 – штатив, 2 – круг, 3 – кремальера, 4 – стопорная кнопка,
5 – зеркало, 6 – игла (d=1 мм), 7 – кристаллизатор, 8 – столик
По истечении одного часа кристаллизатор 7 вместе с водой и чашкой
устанавливают на столик пенетрометра 8, который должен быть предварительно приведен в горизонтальное положение винтами. После этого подводят острие иглы 6 к поверхности битума так, чтобы игла только слегка касалась ее.
Для более точного определения момента соприкосновения иглы с поверхностью битума на стойке прибора установлено зеркало 5, отражающее
момент подхода иглы к битуму. Подведя острие иглы к поверхности битума, кремальеру 3 доводят до плунжера, а на круге 2 берут отсчет. Затем одновременно включают секундомер и стопорную кнопку 4, давая игле, воз-
91
можность свободно погружаться в битум в течение 5 секунд. После этого
Глубина проникания иглы
(пенетрация) при 25 °С, 0,1 мм
Допускаемые расхождения между наибольшим и
наименьшим определением, 0,1 мм
До 50
Св. 50 до 150
от 150 до 250
более 250
2
4
6
3% от среднего арифметического значения
Температура
испытания,
градус С
Номер опыта,
№
Глубина проникания иглы (пенетрация), 0,1 мм
отдельное значение
среднее значение
кремальеру вновь доводят до верхнего конца плунжера и по кругу берут
второй отсчет. Разность отсчетов дает величину погружения иглы в битум.
Каждые 10 делений на круге соответствуют погружению иглы в битум на 1 мм. Определение повторяют не менее трех раз в различных точках
на поверхности битума, отстоящих от краев чашки и друг от друга не менее чем на 10 мм. После каждого погружения иглу вынимают из гнезда,
отмывают кончик ее от битума бензином и насухо вытирают. Расхождения
между результатами параллельных погружений не должно превышать 5 %
от величины меньшего результата.
Если глубину проникания иглы в битум определяют при 0 °С, то в
кристаллизатор с водой кладут лед и чашку с битумом выдерживают там
один час. Температура воды в кристаллизаторе должна быть 0–0,5 °С. При
этом испытании на плунжер прибора надевают дополнительный грузшайбу весом 100 г и время погружения иглы увеличивают с 5 до 60 секунд.
За результат испытания при 25 °С принимают среднее арифметическое результатов не менее трех определений. Результаты испытания округляют до целого числа. На разных образцах расхождение между наибольшим и наименьшим определением не должно превышать значений, указанных в таблице 1.
Таблица 1
Допускаемые расхождения при определении вязкости
Если испытания проводят при другой температуре, то расхождения
между полученными результатами могут отличаться. Результаты испытаний заносят в таблице 2.
Определение вязкости битума
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Как определяется пенетрация вяжущих?
Таблица 2
92
Лабораторная работа № 29. Определение температуры размягчения
(по методу «Кольцо и шар»)
Цель работы: определение температуры размягчения битумов на
приборе «Кольцо и шар».
Температура размягчения является важным показателем, который
необходимо учитывать при использовании битумов для изготовления и
эксплуатации кровельных и дорожных материалов. Температура размягчения – условная величина, зависящая не только от качества битума, но и от
метода ее определения. По ГОСТ 11506-73 этот показатель определяют по
методу с условным названием «Кольцо и шар». Прибор «Кольцо и шар»
(рис.) состоит из трех металлических дисков, соединенных между собой
металлическими стержнями. Средний диск 3 имеет отверстия, в которые
помещаются латунные кольца. В специальное углубление на среднюю пластинку ставится термометр 5.
Рис. Прибор для определения температуры размягчения («Кольцо и шар»):
а – «кольцо и шар»; б – размещение колец на средней полке;
в – проход битума с шариком через кольцо.
При проведении испытания на стеклянную пластинку, смазанную
глицерином, кладут кольца и заливают их расплавленным обезвоженным
битумом с избытком (для битумов с температурой размягчения свыше 80
°С используют два ступенчатых кольца, которые первоначально подогревают с помощью горелки или электрической плитки до предполагаемой
температуры размягчения битума). Кольцо с битумом охлаждают в течение 30 минут при температуре 25 плюс, минус 10 °С и острым горячим
ножом срезают избыток битума. Для битума с температурой размягчения
свыше 110 °С избыток битума срезают после охлаждения на воздухе в течение 5 минут, а затем выдерживают еще 15 минут. Для битумов с температурой размягчения ниже 30 °С кольца с битумом перед срезанием избытка нагретым ножом охлаждают воде, температура которой на 8 плюс,
минус 1°С ниже предполагаемой температуры размягчения.
Подготовленные кольца с битумом помещают в отверстия верхней
плавники аппарата, в среднее отверстие вставляют термометр так, чтобы
нижняя точка ртутного резервуара была на одном уровне с нижней поверх-
93
ностью битума в кольцах. Собранный аппарат помещают в стеклянный ста-
Номер опыта
Температура размягчения, 0С
отдельное значение
среднее значение
кан 1 (баню). Для битумов с температурой размягчения ниже 80 °С баню заполняют дистиллированной водой с температурой 5 плюс, минус 1 °С, уровень которой должен быть выше поверхности колец не менее чем на 50 мм.
Для битумов с температурой размягчения от 80 до 110 °С в баню
наливают смесь воды с глицерином (1:2); а для битумов с температурой
размягчения свыше 110 °С – глицерин. Температура бани в этих случаях
должна быть (34 плюс, минус 1) °С.
По истечении 15 мин прибор из стакана вынимают и в центр каждого
кольца на поверхность битума кладут стальной шарик 3 весом 3,5 г и диаметром 9,53 мм. Затем прибор опять ставят в стакан с водой и нагревают.
Скорость нагрева стакана с водой и прибором должна быть 5 °С в минуту.
Нагревают до тех пор, пока шарик не продавит размягчающийся битум и
не упадет на поверхность нижнего диска.
Температура, при которой шарик касается нижнего диска, и принимается за температуру размягчения битума. За окончательный результат принимают среднее арифметическое значение двух параллельных определений,
округленное до целого числа. Результаты испытаний заносят в таблица.
Таблица
Результаты определения температуры размягчения битума
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Какое влияние на свойства битумов оказывают смолы, масла, па-
рафины?
2. Почему для битумов определяются такие важные показатели как
температура размягчения, глубина проникания иглы?
Лабораторная работа № 30. Определение дуктильности (растяжения)
Цель работы: определение растяжимости битума на приборе
«Дуктилометр».
Пластические свойства битумов характеризуются растяжимостью –
абсолютным удлинением (см) образца битума при температуре 25 °С,
определяемым на приборе – дуктилометре (рис.).
Прибор состоит из пластмассового или деревянного ящика, выложенного внутри оцинкованной жестью. Внутри ящика расположены две
пластины со штифтами. Одна пластина может передвигаться на салазках
вдоль ящика червячной передачей, вращаемой электрическим ротором или
вручную, а другая закреплена неподвижно. На одной стороне ящика прикреплена линейка, по которой отсчитывают величину растяжимости при
94
помощи указателя-стрелки, передвигающегося при движении салазок
Номер опыта
Растяжимость, мм
отдельное значение
среднее значение
вдоль линейки. Скорость перемещения салазок должна быть 5 см/мин.
Перед испытанием битум обезвоживают нагреванием до температуры на 80–100 °С выше температуры размягчения, но не выше 180 °С (для
дорожных битумов – не выше 160 °С).
На стеклянную пластинку, смазанную глицерином, помещают три
формы, внутренняя поверхность которых предварительно смазана смесью
талька с глицерином.
Рис. Дуктилометр: 1 – сосуд; 2 – электродвигатель;
3 – электродвигатель, 4 – вяжущее вещество; 5 – линейка; 6 – нить вяжущего разрыва
Затем в эти формы наливают тонкой струей подготовленный битум
(обезвоженный, тщательно перемешанный до полного удаления пузырьков
воздуха). Формы с битумом оставляют охлаждать на воздухе в течение 3040 минут при комнатной температуре, но не ниже 18 °С. После этого излишек битума в форме срезают горячим острым ножом от середины к краям
так, чтобы битум заполнил формы вровень с их краями.
После срезки образцы с битумом помещают в воду при 25 °С на 1
час. Температуру поддерживают, добавляя горячую воду. Высота слоя воды над битумом должна быть не менее 25 мм.
Через 1 час формы с битумом вынимают из воды, снимают с пластинки и надевают на штифты, убирают боковины, включают электродвигатель и наблюдают за растяжением битума. Уровень воды в дуктилометре
должен быть выше поверхности формы не менее чем на 25 мм. Скорость
движения салазок должна быть 5 см / мин.
За растяжимость битума принимают максимальную длину нити в
сантиметрах, отмеченную указателем в момент разрыва. Испытание проводят на трех образцах одновременно. Расхождение между параллельными
определениями не должно превышать 10 % от среднего арифметического.
Результаты испытаний заносят в таблицу.
Таблица
Результаты определения растяжимости битума
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Как определяется дуктильность?
95
Лабораторная работа № 31.
Наименование материала
Марка
Исходное
сырье
Основные свойства
Область применения
Рубероид
Пергамин
Битумомастики
горячие, холодные
Битумные мастики го-
рячие, холодные
Фольгоизол
Гидроизол
Стеклорубероид
Изол рулонный
Мастика
:
Бризол
Пороизол
Гернит
Герметизирующие
Определение качественных характеристик битумных кровельных,
гидроизоляционных, герметизирующих материалов
Цель работы: пользуясь коллекцией, учебниками и ГОСТами, оха-
рактеризовать материалы.
Таблица
Битумные кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы
Вывод.
1. Назовите битумные кровельные материалы и их характеристики.
2. Назовите гидроизоляционные и герметизирующие материалы и их
характеристики.
Вопросы для самоконтроля
96
ЖУРНАЛ
Номер лабораторной работы,
задания
Отметка о зачете
Подпись, дата
ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Группа: _______________________________________________________________
Студент: ____________________________________________________________
Преподаватель: ______________________________________________________
97
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
Перед началом проведения лабораторных работ все студенты в обязательном порядке должны прослушать вводный инструктаж преподавателя.
При выполнении лабораторных работ необходимо соблюдать следующие требования правил техники безопасности:
– включать под напряжение оборудование, главный щит электрического питания и щит питания в лаборатории разрешается только преподавателям или лаборантам;
– о неисправности, аварийном состоянии оборудования необходимо
срочно сообщить преподавателю или лаборанту;
– лабораторные работы выполняются бригадами по 2–4 человека, на
каждое занятие;
– в бригаде выделяется 1 дежурный, который принимает рабочее место от преподавателя и по окончании работы сдает рабочее место в убранном чистом состоянии;
– по окончании выполненной работы каждому студенту следует
убрать свое рабочее место, снять разновесы с весов и сдать дежурному или
преподавателю.
При работе с электроприборами необходимо убедиться в отсутствии
повреждений изоляции электрических шнуров, исправности электрических
вилок, розеток. Работа с неисправными и незаземленными электрическими
приборами запрещается, т. к. может привести к поражению электрическим
током. Запрещается работать с электроприборами мокрыми руками.
При работе с нагревательными приборами (электроплитки, бани) следует помнить о возможности получения тепловых ожогов при соприкосновении тела с поверхностями, нагретыми при температуре выше 50 °С.
При затворении вяжущих водой, при приготовлении растворной или
бетонной смеси необходимо часто и тщательно мыть лабораторную посуду, чистить и обтирать приборы, не допуская остатков схватившихся вяжущих бетона и растворов на приборах.
Запрещается загромождать свое рабочее место одеждой, сумками и
другими вещами, не относящимися к выполняемой работе.
Если произошел несчастный случай, то необходимо:
– оказать первую помощь пострадавшему;
– сообщить преподавателю или лаборанту, ведущим занятия;
– вызвать скорую помощь по телефону (03).
98
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современные методы определения основных свойств строительных
материалов и изделий позволяют обеспечить их рациональное использование и применение в реставрации.
Правильное определение основных свойств сырьевых компонентов,
материалов и изделий позволяют организовать надежную систему контроля качества материалов и изделий в соответствии с нормативными документами.
Выполнение цикла лабораторных работ позволяет знать, уметь, владеть способами определения основных свойств материалов и изделий, что
является необходимым условием подготовки специалистов высокой квалификации, способных успешно работать в архитектуре, реставрации,
строительной индустрии, промышленности, в проектировании.
99
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белов В. В., Петропавловская В. Б., Шлапаков Ю. А. Лабораторные определения свойств строительных материалов. – М. : Ассоциации
строительных вузов, 2001. – 175 с.
2. Попов Л. Н. Лабораторные испытания строительных материалов. –
М.: Стройиздат, 2002. – 335 с.
3. Байер В. Е. Архитектурное материаловедение. – М. : АрхитектураС, 2015. – 260 с.
4. Алимов Л. А., Воронин В. В. Строительные материалы. Учебник для
студенческих учреждений высшего образования. Серия Бакалавриат – М. :
Академия, 2014. – 320 с.
5. Строительное материаловедение / под ред. В. А. Невского. – Ростов н/Д : Феникс, 2010. – 588 с.
4. Попов Л. Н., Попов Н. Л. Лабораторные работы по дисциплине
«Строительные материалы и изделия» : учеб. пос. – М. : ИФРА-М, 2005. –
219 с.
5. Микульский В. Г., Куприянов В. Н., Сахаров Г. П. и др. Строительные материалы : учеб. / под общ. ред. В. Г. Микульского. – М. : АСВ,
2000. – 536 с.
6. Микульский В. Г., Горчаков Г. И., Козлов В. В., Куприянов В. Н. и
др. Строительные материалы : учеб. / под общ. Ред. В. Г. Микульского. –
М. : АСВ,1996. – 489 с.
7. Попов К. Н., Каддо М. Б., Кульков О. В. Оценка качества строительных материалов : учеб. пос. / под общ. ред. К. Н. Попова. – М. : Высшая школа, 2004. – 287 с.
10. Скрамтаев В. Д., Буров В. Д., Панфилов Л. И., Шубенкин П.Ф.
Примеры и задачи по строительным материалам. – М. : Высшая школа,
1970.– 225 с.
11. Байер В. Е. Архитектурное материаловедение. – М. : Архитектура-С, 2012. – 260 с.
12. Жук П. М. Оценка качества строительных материалов в соответствии
с требованиями зарубежных стандартов. – М. : Архитектура-С, 2006. – 131 с.
13. Попова Г. С., В. П. Будтов В. П., Рябикова В. М., Худобина Г. В.
Анализ полимеризационных пластмасс. – СПб. : Химия, 1998. – 310 с.
14. Фокин В. М., Чернышов В. Н. Неразрушающий контроль теплофизических характеристик строительных материалов. – М. : Машиностроение, 2004. – 137 с.
15. ГОСТ 10178–85. Портландцемент и шлакопортландцемент. –
Введен 1987–01–01. – М. : Стандартинформ, 2008. – 14 с.
16. ГОСТ 310.3–76. Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема. – Введен
1978–01–01. – М. : ИПК Издательство стандартов, 2003. – 13 с.
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]