Материал: 2031

6.4.5. Катионактивные ПАВ типа аминов относятся к универсальным ПАВ, обеспечивающим прочное сцепление битума с различными по природе сухими и влажными каменными материалами.

6.5.Используемые материалы и реактивы

1.Битум вязкий нефтяной дорожный по ГОСТ 22245.

2.Битум жидкий дорожный класса СГ или МГ по ГОСТ 11955.

3.Поверхностно-активные вещества катионного и анионного типов.

4.Зерна щебня крупнее 10 мм из каменных материалов карбонатной и кислой горных пород (известняк и гранит).

5.Песок природный или дробленый.

6.Вода дистиллированная по ГОСТ 6769.

7.Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

6.6.Используемые приборы и оборудование

1.Стаканы химические термостойкие по ГОСТ 23932 вместимостью не менее 500 см3.

2.Электроплитка, баня песчаная.

3.Сетка асбестовая.

4.Металлическая сетка № 025 или № 05 с проволочными дужками.

5.Сетка №07.

6.Штатив.

7.Секундомер.

8.Проволока тонкая или нитки.

9.Фарфоровые чашки № 4 по ГОСТ 9147.

10.Металлические чашки вместимостью не менее 100 см3.

11.Весы лабораторные.

12.Термостат.

6.7.Порядок подготовки к проведению испытания

6.7.1.Показатель сцепления битума или битума с ПАВ определяют на обработанных битумом: а) щебне крупнее 10 мм из карбонатной и кислой горной породы; б) песке природном или дробленом и щебне размером 3– 10 мм.

Минеральные материалы обрабатываются битумом в сухом (для определения пассивного сцепления) или влажном (для определения активного сцепления) состоянии. Пассивное сцепление характеризует способность битума противостоять отслоению его водой от первоначально сухой минеральной поверхности, а активное сцепление свидетельствует о способности пленки битума удерживаться на влажной поверхности каменного материала при воздействии воды.

6.7.2.Из средних проб известнякового и гранитного щебня, предназначенных для испытания, отбирают по 20–30 зерен размером не менее 10 мм. Образцы промывают дистиллированной водой и сушат при

44

температуре 105–110 °С в течение 5 ч.

Образцы песка и щебня размером 3–10 мм (по 60–120 г) промывают дистиллированной водой и сушат при температуре 105–110 °С: песок в течение 2 ч, щебень – 5 ч.

6.7.3. Перед обработкой битумом во влажном состоянии щебень крупнее 10 мм кипятят в течение 1 ч в дистиллированной воде, а минеральные материалы мельче 10 мм смешивают с 3–5 % дистиллированной воды.

6.7.4. Образец битума обезвоживают нагреванием до 105 °С и процеживают через сито с сеткой № 07. Битум нагревают до рабочей температуры, которую принимают по табл. 6.1.

В 2–3 металлические чашки отвешивают по 100 г битума для получения битумов с добавками ПАВ. В качестве ПАВ могут быть использованы некоторые отечественные продукты, приведенные в табл. 6.2.

Таблица 6.1

Температура нагрева битума

6.7.5. В чашки с нагретым битумом отвешивают определенное количество ПАВ катионного и анионного типов. Если неизвестна оптимальная дозировка ПАВ, то готовят смеси битума с разным содержанием ПАВ в пределах, указанных в табл. 6.2. При необходимости ПАВ предварительно подогревают до текучего состояния. Производят интенсивное перемешивание смеси битума с ПАВ шпателем или лабораторной мешалкой в течение 10–15 мин, соблюдая температуру, указанную в табл. 6.1.

6.8. Порядок определения сцепления битума с поверхностью зерен крупнее 10 мм.

6.8.1. Сцепление с сухой поверхностью. Сухие и чистые щебенки обвязывают хлопчатобумажной ниткой, нагревают в термостате в течение 1 ч при температуре, выбранной по табл. 1, и поочередно погружают на 15 с в чашку с битумом или битумом с ПАВ. Извлеченные из битума щебенки

45

подвешивают на штативе для стекания избытка битума и охлаждения. Зерна щебня из известняка обрабатывают битумом и битумом с анионным ПАВ, зерна гранита – битумом и битумом с катионным ПАВ. Для испытаний берут по 3 параллельных образца (щебенки, обработанные битумом).

Таблица 6.2

Оптимальная дозировка ПАВ

6.8.2.Зерна щебня испытывают не ранее чем через 1 ч после обработки битумом или битумом с ПАВ. Для этого химический стакан заполняют на 2/3 объема дистиллированной водой, устанавливают на электроплитку с песчаной баней и доводят воду до кипения (не допуская бурного кипения). По 2–3 зерна щебня (в зависимости от крупности щебенок и объема стакана) из одного каменного материала и обработанные одним видом вяжущего помещают (подвешивают на нитке или укладывают на сетку) в стакан так, чтобы зерна не касались друг друга, стенок и дна стакана, и выдерживают в кипящей воде в течение 30 мин при обработке вязким битумом или 3 мин при обработке жидким битумом.

По истечении указанного времени вяжущее, отделившееся от поверхности щебня в процессе кипячения и всплывшее на поверхность, удаляют фильтровальной бумагой.

6.8.3.Зерна щебня вынимают из стакана и переносят в стакан с холодной водой для охлаждения и закрепления на них пленки вяжущего, где выдерживают 3–5 мин.

Остывший щебень вынимают из воды и укладывают на фильтровальную бумагу. Оценку качества сцепления проводят визуально,

46

пользуясь табл. 6.3.

6.8.4. Сцепление с влажной поверхностью. Увлажненные, как указано в п. 6.8..3, и обвязанные ниткой щебенки по три параллельных образца быстро обтирают слегка влажной тканью и немедленно погружают на 15 с в чашку с нагретым битумом или битумом с ПАВ. Дальнейшее испытание проводят, как указано для испытания материалов с сухой поверхностью. Сцепление оценивают по табл. 6.3.

6.9. Порядок определения сцепления битума с поверхностью песка или щебня размером 3–10 мм

6.9.1. Сцепление с сухой поверхностью. В две фарфоровые чашки отвешивают по (30±1) г песка или щебня и по (1,2±0,01) г битума или битума с ПАВ. Чашки выдерживают в термостате при температуре, выбранной по табл. 6.1, в течение 20 мин. Смесь тщательно перемешивают до полного обволакивания поверхности минерального материала битумом. Полученную смесь охлаждают при комнатной температуре 20 мин.

На металлическую сетку № 025 или 05 с проволочными дужками выкладывают половину подготовленной смеси, распределяют её равномерным слоем и опускают сетку в стакан с кипящей дистиллированной водой. Высота слоя воды над смесью должна быть 40– 50 мм. Сетку с образцами выдерживают в небурно кипящей воде в течение 30 мин (при вязком битуме) или 3 мин (при жидком битуме). Битум, отделившийся от смеси в процессе кипячения, осторожно снимают с поверхности воды фильтровальной бумагой.

После кипячения сетку с образцами переносят в стакан с холодной водой, где выдерживают в течение 3–5 мин, после чего битумоминераль-

47

ную смесь переносят на фильтровальную бумагу. Аналогичные испытания выполняют с содержимым второй фарфоровой чашки.

Сцепление битума с минеральным материалом оценивают по табл. 6.3. 6.9.2. Сцепление с влажной поверхностью. Минеральный материал (30±1) г перемешивают с дистиллированной водой (3–5 % по массе), добавляют битум или битум с ПАВ (1,2±0,01) г, смесь нагревают до 70–80 °С при вязких битумах и до 50–60 °С при жидких битумах в течение 20 мин. После нагрева смесь тщательно перемешивают, затем испытывают, как и материалы с сухой поверхностью. Сцепление оценивают по табл. 6.3.

6.10.Обработка и оценка результатов, составления отчета

6.10.1.Среднее значение показателя сцепления битума с ПАВ с поверхностью зерен щебня крупнее 10 мм определяют по результатам испытания трех образцов.

6.10.2.Среднее значение показателя сцепления битума или битума с ПАВ с поверхностью зерен песка или щебня размером 3–10 мм устанавливают по результатам испытания двух проб.

6.10.3.Результаты эксперимента заносят в таблицу, форма которой дана в табл. 6.4.

По результатам эксперимента делаются выводы об активности битума при взаимодействии с сухой и (или) влажной поверхностью каменных материалов, об эффективности действия ПАВ и их оптимальной дозировке.

7.ОПРЕДЕЛЕНИЕ СЦЕПЛЕНИЯ БИТУМА С КАМЕННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

7.1. Цель определения и область применения результатов

48