Материал: 2465

1.2. Методика определения основных свойств битумов

1.2.1. Определение пенетрации

Измерение пенетрации (глубины проникания стандартной иглы в битум) при 25 °С уже много лет является основным критерием классификации битумных вяжущих.

Пенетрация – условная величина, характеризующая вязкость и твердость битума. Испытание заключается в измерении глубины погружения иглы в образец битума при температуре + 25 оС в течение 5 с под нагрузкой 100 г. Глубину проникания определяют при помощи прибора пенетрометра. Принцип измерения пенетрации представлен на

Устройство пенетрометра представлено на рис. 1.2.

Масса иглодержателя с иглой и грузом – 100+0,25 г. Для проведения испытания расплавленную пробу битума заливают в металлическую чашку на высоту не менее 30 мм и охлаждают на воздухе до температуры 18–20 °С. Затем чашку с битумом выдерживают в течение одного часа в ванне с водой при температуре 25 °С. Общий вид аппаратуры для проведения испытания представлен на рис. 1.3, 1.4.

6

Рис. 1.3. Оборудование для испытания образца битума на пенетрацию

7

Испытание производят в следующем порядке [4, 11]:

1.Чашку с битумом переносят в кристаллизатор, заполненный водой с температурой +25 +1 °С. Уровень воды над битумом должен быть не менее 10 мм.

2.Кристаллизатор устанавливают на столик прибора, иглу прибора приводят в соприкосновение с поверхностью битума, зубчатую рейку опускают до верхнего края иглодержателя, ставят стрелку на нулевое деление циферблата или отмечают положение стрелки на циферблате допогружения иглы в битум, данные заносят в таблицу.

3.После этого включают секундомер и одновременно нажимают кнопкуприбора, давая игле свободнопогружаться в битум втечение 5с.

4.По истечении 5 с кнопку отпускают. Зубчатую рейку вновь

доводят до верхнего конца иглодержателя и отмечают положение стрелки на циферблате после погруженияИиглы в битум, данные оформляют таблицей. Д

Рис. 1.4. Вид образца битума после проведения испытания

Перемещение стрелки циферблата в угловых градусах характеризует глубину проникания иглы. Каждый угловой градус соответствует глубине проникания иглы в 0,1 мм. Определение производят в трех различных точках образца битума и берут среднее арифметическое значение из трех измерений. Иглу прибора после

8

каждого погружения в битум необходимо протирать ветошью, смоченной в бензине.

Для перехода от глубины проникания иглы к динамической вязкости битума можно пользоваться формулой Зааля [3]:

где Щ – динамическая вязкость, Па-с; П – глубина проникания иглы в битум, выраженная в десятых долях миллиметра.

1.2.2.Определение температуры размягчения битума

Температура размягчения характеризует теплостойкость битума: переход его из упругопластичного в вязкотекучее состояние; при этой

Рис. 1.5. Прибор для определения температуры размягчения битума: 1 – термометр; 2 – шарик; 3 – стакан с водой; 4 – горелка; 5 – шарик

с битумом

9

Испытание проводят на приборе «кольцо и шар» (рис. 1.5). Оно заключается в определении температуры, при которой битум, находящийся в кольце заданных размеров, размягчается и под действием веса стандартного металлического шарика выдавливается на определенную глубину [6].

Принцип проведения испытания изображен на рис. 1.6.

Битум заливают так, чтобы он возвышался над кольцами на 1,5– 2 мм, а после охлаждения до 25 оС излишки битума срезают горячим ножом.

Кольца вставляют в гнезда средней полки прибора. В отверстие полки прибора вставляют термометр так, чтобы его нижний конец оказался на уровне колец. В центре каждого кольца с битумом укладывают по одному стальному шарику диаметром 9,5 мм и массой 3,5 г. После такой подготовки подвеску с кольцами и шариками устанавливают в термостойкий стакан с водой, температура воды 5 оС. Стакан помещают на песчаную баню и начинают нагревать со скоростью 5 град/мин. По мере нагревания битум размягчается и продавливается шариком.

Общий вид оборудования для определения температуры размягчения битума показан на рис. 1.7.

10