Различные лабораторные испытания битума для строительства дорожных покрытий

Различные лабораторные испытания битума проводятся для проверки качества и различных свойств битума для строительства дорожных покрытий. Битум — это черная или коричневая смесь углеводородов, получаемая путем частичной перегонки сырой нефти.

Битум нерастворим в воде. Он состоит из 87% углерода, 11% водорода и 2% кислорода по весу. Его получают в твердом или полутвердом состоянии. Обычно он используется в качестве покрытия для дорог, крыш и т.д.

Испытания битума для проверки качества и свойств для дорожного покрытия

Чтобы убедиться в качестве битума, проводится несколько следующих испытаний.

  • Испытание на пластичность
  • Испытание на вспышку и температуру возгорания
  • Испытание на всплытие
  • Испытание на потерю при нагревании
  • Испытание на проникающую способность
  • Испытание на температуру размягчения
  • Испытание на удельную плотность
  • Испытание на вязкость
  • Испытание на содержание воды
  • 1. Испытания битума на пластичность

    Свойство битума, позволяющее ему подвергаться деформации или удлинению, называется пластичностью битума. Пластичность битума измеряется расстоянием в Cm (сантиметрах), на которое образец битума удлинится до разрыва, когда его тянут за стандартный образец при заданной скорости и температуре.

    Сначала образец битума нагревается до 75-100oC и полностью расплавляется. Он заливается в собранную форму, которая помещается на латунную пластину. Для предотвращения прилипания форма и пластина покрываются глицерином и декстрином. После заполнения формы, ее помещают в комнатную температуру на 30-40 минут, а затем помещают в воду на 30 минут.

    Затем вынимают ее и с помощью горячего ножа срезают излишки битума и выравнивают поверхность. Затем поместите всю сборку в водяную баню машины для пластичности на 85-95 минут. Затем отсоедините латунную пластину и крючки формы, закрепленные на машине, и запустите машину.

    Машина тянет два зажима формы в горизонтальном направлении, после чего битум удлиняется. Расстояние до точки разрыва от начальной точки отмечается как величина пластичности битума. Минимальное значение должно составлять 75 см.

    Испытания битума на пластичность

    2. Испытания битума на температуру вспышки и возгорания

    Температура вспышки битума определяется как точка самой низкой температуры, при которой битум улавливает пары испытательного пламени и воспламеняется в виде вспышки. Температура возгорания битума определяется как точка самой низкой температуры, при которой битум воспламеняется и горит не менее 5 секунд при определенных условиях испытания.

    Испытание на температуру вспышки и возгорания помогает контролировать пожары на участках, покрытых битумом. С помощью этого испытания мы можем определить марку битума в зависимости от температуры для определенных областей с высокими температурами.

    Испытания битума на вспышку и температуру возгорания

    3. Испытания битума на плавучесть

    Испытание на плавучесть используется для определения консистенции битума. Но для определения консистенции битума мы обычно используем испытание на проникновение и испытание на вязкость, за исключением определенного диапазона консистенций. Аппарат для испытания на плавучесть состоит из алюминиевого поплавка и латунных манжет, как показано на рисунке ниже.

    Воротнички заполняются расплавленным образцом битума и охлаждаются до 5oC, затем они закрепляются в алюминиевых поплавках, и все это помещается в водяную баню при температуре 50oC. Запишите время в секундах с момента помещения поплавка на водяную баню до момента, когда вода прорвет материал и попадет в поплавок.

    Испытание битума на плавучесть

    4. Испытания битума на потери при нагревании

    При нагревании битума вода, содержащаяся в битуме, испаряется, и битум становится хрупким и легко повреждается. Поэтому, чтобы узнать величину потерь, мы проведем это испытание. Для этого испытания возьмите образец битума и запишите его вес с точностью до 0,01 гм при комнатной температуре.

    Затем поместите образец в печь и нагревайте его в течение 5 часов при температуре 163oC. После этого выньте образец, охладите его до комнатной температуры, взвесьте с точностью до 0,01 гм и запишите значение. Затем для двух значений веса до и после нагревания можно рассчитать потерю массы. Потеря массы должна составлять менее 5% от общей массы, в противном случае он не подходит для строительства.

    Испытание битума на потерю при нагревании

    5. Испытание битума на проникающую способность

    Проникающая способность битума измеряется расстоянием в десятых долях мм, на которое стандартная игла проникает вертикально в образец битума при стандартных условиях испытания. С помощью этого испытания можно определить твердость или мягкость битума.

    При этом испытании сначала нагревают битум выше точки размягчения и выливают его в емкость глубиной 15 мм. Битум следует перемешать, чтобы удалить пузырьки воздуха. Затем охладите его до комнатной температуры в течение 90 минут, а затем поместите в водяную баню на 90 минут.

    Затем поместите контейнер в аппарат для пенетрации и отрегулируйте иглу так, чтобы она соприкасалась с поверхностью образца. Установите показания циферблата на ноль, отпустите иглу ровно на 5 секунд и запишите значение проникновения иглы за эти 5 секунд. Повторите процедуру трижды и запишите среднее значение.

    Испытание битума на проникающую способность

    6. Тест точки размягчения битума

    Точка размягчения битума обозначает точку, в которой битум достигает определенной степени размягчения при заданных условиях испытания. Возьмите небольшое количество образца битума и нагрейте его до 75-100oC. Для проведения этого испытания используется аппарат с кольцами и шариками. Нагрейте кольца и нанесите глицерин, чтобы предотвратить прилипание. Заполните кольца битумом и удалите излишки материала горячим острым ножом.

    Соберите части аппарата, шарики расположите в направляющей позиции, которая находится на верхней части образца битума. Заполните стакан кипяченой дистиллированной водой. Затем подавайте температуру со скоростью 5oC в минуту. При определенной температуре битум размягчается и шарик медленно движется вниз и касается нижней пластины, эта точка отмечается как точка размягчения.

    Испытание битума на температуру размягчения

    7. Испытание удельного веса битума

    Удельный вес битума — это отношение массы данного объема битума к массе равного объема воды при определенной температуре. Удельный вес является хорошим показателем качества вяжущего. Он может быть определен пикнометрическим методом.

    При этом методе возьмите чистую и сухую бутылку с удельным весом и измерьте ее вес (w1). Во втором случае наполните бутылку дистиллированной водой, опустите ее в водяную баню на 30 минут и запишите вес (w2). Затем заполните половину бутылки образцом битума и взвесьте (w3).

    Наконец, наполните бутылку наполовину водой и наполовину битумом и взвесьте (w4). Теперь мы можем узнать удельный вес по формулам.

    Формула удельного веса для битума
    specific-gravity-test-on-bitumen

    8. Испытание битума на вязкость

    Вязкость — это свойство битума, которое влияет на способность битума растекаться, проникать в пустоты, а также покрывать заполнители. То есть она влияет на текучесть битума. Если вязкость битума выше, то уплотняющее усилие битума снижается и возникает неоднородная смесь.

    Если вязкость ниже, то она смазывает частицы заполнителя. Вязкость определяется с помощью смоляного вискозиметра. Вязкость битума выражается в секундах — это время, необходимое для прохождения 50 мл образца битума через отверстие стакана при стандартных условиях испытания и заданной температуре.

    Испытание битума на вязкость

    9. Испытание битума на содержание воды

    При нагревании битума выше точки кипения воды иногда происходит вспенивание битума. Для предотвращения этого битум должен иметь минимальное содержание воды. Содержание воды в битуме определяется по методу Дина и Старка. В этом методе образец битума хранится в термостойком стеклянном контейнере объемом 500 мл.

    Контейнер нагревается до температуры чуть выше точки кипения воды. Испарившаяся вода конденсируется и собирается. Собранная вода выражается в массовой доле образца. Она не должна превышать 0,2% по массе.

    Испытание битума на содержание воды

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой