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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
- Градация битума – различные методы градации битума.
- Значение пенетрации битума – определение для дорожного строительства.
- Вязкость битумных материалов – измерения и факторы.
- Определение пластичности битума и его пригодности для дорожного строительства.
- Различные виды битума, их свойства и применение.
- Испытание битума на вспышку и огневую точку.
- Виды битумных материалов в строительстве – применение и свойства.