Индекс пенетрации битума что это

Лабораторная работа № 1 Определение индекса пенетрации битума

Индекс пенетрации битума что это. Смотреть фото Индекс пенетрации битума что это. Смотреть картинку Индекс пенетрации битума что это. Картинка про Индекс пенетрации битума что это. Фото Индекс пенетрации битума что это

Лабораторная работа № 1 Определение индекса пенетрации битума

Лабораторная работа № 1

Определение индекса пенетрации битума

Цель работы. Научиться экспериментально определять индекс пенетрации битума.

Оборудование и приборы. Испытания проводятся на стандартных приборах «Кольцо и шар» (ГОСТ 11506–73*) (рис.1) и пенетрометре (ГОСТ 11501–78*) (рис.2).

Индекс пенетрации битума что это. Смотреть фото Индекс пенетрации битума что это. Смотреть картинку Индекс пенетрации битума что это. Картинка про Индекс пенетрации битума что это. Фото Индекс пенетрации битума что этоРисунок 1 – Прибор «Кольцо и шар»

Прибор для определения температуры размягчения по методу «кольцо и шар» представляет собой приспособление (рис. 1, а), состоящее из трех горизонтально расположенных металлических дисков, соединенных на разной высоте вертикальными стержнями. Расстояние между двумя нижними дисками равно 2,54 см. В среднем 6 диске имеется два круглых отверстия, в каждое из которых вставляются латунные кольца, заполненные битумом. Размеры колец следующие: внутренний диаметр 15,88 мм, высота 6,25 мм, толщина стенок 2,38 мм.

В отверстие верхнего диска вставляется термометр. Его устанавливают так, чтобы его ртутный шарик находился на уровне колец.

Латунные кольца, установленные на металлическую пластинку, смазанную смесью талька с глицерином, заполняют расплавленным битумом. После охлаждения избыток битума срезают нагретым ножом.

Затем кольца, заполненные битумом, вставляют в отверстие среднего диска, а на поверхность битума помещают стальные шарики диаметром 9,53 мм и массой 3,5±0,05 г (рис 1. б). Прибор с битумом ставят в стакан, наполненный дистиллированной водой с температурой +5°С, на 15 мин. За это время битум в кольцах приобретает температуру +5°С.

После этого прибор с водой ставят на нагревательный прибор(например, на газовую горелку с асбестовой сеткой) и начинают нагревать со скоростью 5° С в 1 мин.

При нагревании битум начинает размягчаться и под действием веса шарика каплей вытекает из кольца (рис. 1.2 в). Температуру, при которой битумная капля коснется нижней пластинки, принимают за температуру размягчения битума (как среднее арифметическое двух показателей).

Если температура размягчения битума будет выше 80°С, то 7 вместо воды применяют глицерин, и образец выдерживают перед испытанием не при 5, а при 32°С.

Индекс пенетрации битума что это. Смотреть фото Индекс пенетрации битума что это. Смотреть картинку Индекс пенетрации битума что это. Картинка про Индекс пенетрации битума что это. Фото Индекс пенетрации битума что это

Рисунок 2 – Пенетрометр

Пенетрометр состоит из основания и стойки, на которой крепится круглая шкала 5 со стрелкой 6, связанной с кремальерой 7. Кремальера при перемещении приводит в движение стрелку. Перемещение кремальеры в вертикальном направления на 0,1 мм соответствует одному делении шкалы.

Общие теоретические сведения

Индекс пенетрации характеризует пластические свойства битума и их зависимость от температуры.

Его выражают в виде отвлеченного числа, определяемого по таблице нормативного документа или по формуле (1):

Индекс пенетрации битума что это. Смотреть фото Индекс пенетрации битума что это. Смотреть картинку Индекс пенетрации битума что это. Картинка про Индекс пенетрации битума что это. Фото Индекс пенетрации битума что это Индекс пенетрации битума что это. Смотреть фото Индекс пенетрации битума что это. Смотреть картинку Индекс пенетрации битума что это. Картинка про Индекс пенетрации битума что это. Фото Индекс пенетрации битума что это(1)

где И. П – индекс пенетрации;

А – коэффициент определяющийся по формуле (2):

Индекс пенетрации битума что это. Смотреть фото Индекс пенетрации битума что это. Смотреть картинку Индекс пенетрации битума что это. Картинка про Индекс пенетрации битума что это. Фото Индекс пенетрации битума что это Индекс пенетрации битума что это. Смотреть фото Индекс пенетрации битума что это. Смотреть картинку Индекс пенетрации битума что это. Картинка про Индекс пенетрации битума что это. Фото Индекс пенетрации битума что это(2)

log800 – логарифм пенетрации 800*0,1, равный 2,9031.

Битумы с индексом пенетрации минус 2 и менее имеют плохие пластические свойства, они хрупкие и непригодны для практического применения. Битумы с индексом пенетрации минус 2 до плюс 2 имеют необходимые для практического применения упруговязкие свойства и достаточную атмосферостойкость. Битумы с индексом пенетрации более плюс 2 обладают высокими пластическими свойствами, повышенной атмосферостойкостью и рекомендуются к применению в условиях широкого диапазона температур при эксплуатации битумосодержащих материалов.

Определяют глубину проникания иглы в битум

Глубина проникания иглы в битум (пенетрация) – условная величина, характеризующая вязкость и твердость битума. Глубину проникания определяют при помощи прибора пенетрометра.

Таблица 1 – Результаты испытаний глубины проникновения иглы в битум

Глубина проникания иглы в битум, 0,1 мм (град.)

Среднее арифметическое значение глубины проникания иглы в битум, 0,1 мм (град.)

Источник

Характеристики и свойства битума: краткий обзор основных качеств

Индекс пенетрации битума что это. Смотреть фото Индекс пенетрации битума что это. Смотреть картинку Индекс пенетрации битума что это. Картинка про Индекс пенетрации битума что это. Фото Индекс пенетрации битума что это

Битум использовался еще в древних временах. Такие столицы, как Вавилон или Ассирия использовали битум в виде строительного материала еще за 3 тыс. лет до н. э. Он отлично выполнял функцию цементирующего или водоизолирующего материала.

Виды и основные характеристики битумов

Данное вещество можно разделить не несколько групп, которые определяются на основании органического состава строительного материала. Что касается дегтевых битумов, то сюда можно отнести все виды дегтя и пеки. Так, они бывают дегтевыми и природными органическими.

К битумным можно отнести следующие:

Физико-механические особенности строительных битумов

Битум строительныйТемпература размягчения, СОсновные свойства и внешние признаки
БН-50/50Около 50Хорошо прилипающий и легкотекучий на ровной поверхности постепенно растекается (оплывает)
БН-70/3070-72С хорошей адгезией (прилипаемостью), наиболее пригоден для гидроизоляционных покрытий, разбивается на крупные куски без осколков
БН-90/10Около 90С высокой адгезией и малой чувствительностью к высокой температуре, разбивается молотком, образуя осколки с блестящей поверхностью

Сферы использования

Конечно, битумы (как строительные материалы) получили крайне широкое распространение в гидротехническом, дорожном или промышленно-коммерческом строительстве. Сегодня они используются в виде кровельных материалов, способствуют коммерческому строительству и используются при дорожно-ремонтных работах.

Вяжущее органическое вещество отлично сочетается и взаимодействует с резиной или полимером, что позволяет только улучшить общее качество битумных изделий в соответствии с требованиями и нормами современного строительства.

На видео подготовка и использование дорожного битума марок БНД 90/130 и БНД 60/90:

Состав, строение и особенности материала

Средний состав битума варьируется в таком отношении элементов: 75-80% углеродов, 10-15% водорода, до 10% серы и до 5% кислорода. Твердая часть данного строительного материала — это углеводороды и их производные на молекулярном уровне. По своему строению данное вещество напоминает коллоидную систему, в которой асфальтены диспергированы в дисперсионной среде из масла и смолы.

Данные элементы, входящие в состав битумов, определяют также ряд свойств и характеристик, которыми обладает материал. К примеру, повышенный процент содержания асфальтенов и смолы влечет за собой увеличение твердости, плотности и температуры плавления.

Источник

Индекс пенетрации вязкого битума

Индекс пенетрации битума что это. Смотреть фото Индекс пенетрации битума что это. Смотреть картинку Индекс пенетрации битума что это. Картинка про Индекс пенетрации битума что это. Фото Индекс пенетрации битума что это

Индекс пенетрации — это характеристика термочувствительности битумных компонентов. Для оценки также применяется более простой параметр — интервал пластичности. Он определяется как разница температур размягчения и хрупкости.

Индекс пенетрации можно получить по следующей формуле согласно ГОСТ22245-90:

где А = (2,9031-lgП25)/(tp-25)

П25 — глубина проникания иглы в битум при 25°C, 0,1мм;

tp — температура размягчения, °C.

Определение нахождения водорастворимых веществ

Дождь, снег и другие осадки способствуют вымыванию соединений, растворимых в воде, находящихся в асфальтовом покрытии дорог. Поэтому высокое содержание данных веществ способствует быстрому разрушению дорожного полотна. Для нахождения количества данных соединений в битуме образец помещается в водную вытяжку, где начинается выпаривание воды. Отношение первоначальной массы образца к битумным составляющим и определяет результат исследования.

Сцепление с минеральной подложкой

Интенсивность сцепления показывает, насколько вяжущее вещество способно удерживаться на поверхности минерального материала. Способность минералов удерживать битумную пленку выявляется в ходе кипячения. Чем больше смеси осталось на минералах, тем лучше их качество. Битумы с наилучшими параметрами сцепления обеспечивают сохранность дорожного полотна, менее подвержены влиянию эрозии, появлению трещин.

Параметр определяет температурный показатель, при котором газообразные соединения, смешавшиеся с воздухом, вспыхивают на непродолжительное время при действии открытого огня. Данный показатель важен для процессов установления безопасного технологического плавления вяжущих материалов, а также для перемешивания их с наполнителями. Он рассчитывается с помощью специального прибора с тиглем.

Узнать больше о различных свойствах битумов и их марках можно, связавшись со службой поддержки. Мы всегда рады ответить на все интересующие потенциального клиента вопросы и дать рекомендации как по телефону, так и с помощью формы обратной связи.

Источник

Индекс пенетрации битума что это

БИТУМЫ НЕФТЯНЫЕ ДОРОЖНЫЕ ВЯЗКИЕ

Viscous petroleum road bitumens.
Specifications

Дата введения 1991-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством химической и нефтеперерабатывающей промышленности СССР

В.В.Фрязинов, канд. техн. наук; И.И.Шерышева; С.Л.Александрова, канд. хим. наук; И.А.Чернобривенко, Т.П.Камалова; В.М.Юмашев, канд. техн. наук; И.А.Плотникова, канд. техн. наук; Л.М.Гохман, канд. техн. наук; Е.М.Гурарий, канд. техн. наук; А.Р.Давыдова, канд. техн. наук

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 12.02.90 N 191

Изменение N 1 принято Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 8 от 12.10.95)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Казахстан

Главная государственная инспекция Туркменистана

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

6. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в июне 1996 г. (ИУС 9-96)

Настоящий стандарт распространяется на вязкие дорожные нефтяные битумы, предназначенные в качестве вяжущего материала при строительстве и ремонте дорожных и аэродромных покрытий. Обязательные требования к качеству нефтяных дорожных вязких битумов изложены в пункте 5 таблицы 1.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Вязкие нефтяные дорожные битумы изготовляют окислением продуктов прямой перегонки нефти и селективного разделения нефтепродуктов (асфальтов деасфальтизации, экстрактов селективной очистки), а также компаундированием указанных окисленных и неокисленных продуктов или в виде остатка прямой перегонки нефти в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. Допускается использовать крекинг-остаток в качестве компонента сырья окисления.

1.2.1. В зависимости от глубины проникания иглы при 25 °С вязкие дорожные нефтяные битумы изготовляют следующих марок: БНД 200/300, БНД 130/200, БНД 90/130, БНД 60/90, БНД 40/60, БН 200/300, БН 130/200, БН 90/130, БН 60/90.

1.2.2. По физико-химическим показателям битумы должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл.1.

1.2.3. Требования безопасности

1.2.3.1. Вязкие дорожные нефтяные битумы являются горючими веществами с температурой вспышки выше 220 °С и минимальной температурой самовоспламенения 368 °С по ГОСТ 12.1.044.

1.2.3.1, 1.2.3.2. (Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2.3.3. Битумы являются малоопасными веществами и по степени воздействия на организм человека относятся к 4-му классу опасности по ГОСТ 12.1.007.

1.2.3.4. При работе с битумами следует применять средства индивидуальной защиты согласно типовым отраслевым нормам, утвержденным в установленном порядке.

1.2.3.5. Помещение, в котором производится работа с битумом, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.

1.2.3.6. При загорании небольших количеств битума его следует тушить песком, кошмой или пенным огнетушителем. Развившиеся пожары битума следует тушить пенной струей.

1.3. Требования охраны природы

1.3.1. Эффективными мерами защиты природной среды является герметизация оборудования и предотвращение разливов битума.

1.3.2. Отходы производства битума (газы окисления) обезвреживают сжиганием в печи дожига.

Источник

Методы испытания нефтяных битумов

Индекс пенетрации битума что это. Смотреть фото Индекс пенетрации битума что это. Смотреть картинку Индекс пенетрации битума что это. Картинка про Индекс пенетрации битума что это. Фото Индекс пенетрации битума что этоЦелью общепринятых методов испытания качества битумов является определение их консистенции, чистоты и теплостойкости. Для определения консистенции предложено много методов, позволяющих установить ее зависимость от вязкости. Битумы характеризуют и сравнивают по степени текучести при определенной температуре или по температуре определения некоторых свойств.
К таким показателям, характеризующим свойства твердых битумов, относятся глубина проникания стандартной иглы (пенетрация), температура размягчения, растяжимость в нить (дуктильность), температура хрупкости. Эти исследования, строго говоря, не эквивалентны прямому определению вязкости, но находят широкое практическое применение, потому что позволяют быстро характеризовать консистенцию битума. К основным показателям, характеризующим свойства битумов, можно также отнести адгезию, поверхностное натяжение на границе раздела фаз, когезию, тепловые, оптические и диэлектрические свойства. К числу сопоставимых показателей, кроме того, можно отнести потерю массы при нагревании и изменение пенетрации после него, растворимость в органических растворителях, зольность, температуру вспышки, плотность, реологические свойства.
Некоторые показатели определяют как для исходного битума, так и для битума после прогрева, который имитирует процесс старения. Стандартами задаются определённые значения показателей качества, что отражает оптимальный состав битума. Этот состав может быть различным для разных областей применения битумов.

Пенетрация

Пенетрация — показатель, характеризующий глубину проникания тела стандартной формы в полужидкие и полутвердые продукты при определенном режиме, обусловливающем способность этого тела проникать в продукт, а продукта — оказывать сопротивление этому прониканию. Пенетрацию определяют пенетрометром, устройство которого и методика испытания даны в ГОСТ 11501—78; за единицу пенетрации принята глубина проникания иглы на 0,1 мм. Пенетрация дорожных нефтяных битумов различных марок при 25 °С, нагрузке 100 Г, в течение 5 сек составляет 40—300*0,1 мм, а при 0 °С, нагрузке 200 Г, в течение 60 сек— от 13 до 50*0,1 мм. Таким образом, в зависимости от температуры, нагрузки и длительности проникания иглы значение пенетрации существенно изменяется. Поэтому условия ее определения заранее оговаривают. Пенетрация косвенно характеризует степень твердости битумов. Чем выше пенетрация битума при заданной температуре размягчения и при заданной пенетрации — температура размягчения битума, тем выше его теплостойкость. Получить битумы с высокой теплостойкостью можно соответствующим подбором сырья, технологического способа и режима производства.

Температура размягчения

Температура хрупкости

Температура хрупкости — это температура, при которой материал разрушается под действием кратковременно приложенной нагрузки. По Фраасу — это температура, при которой модуль упругости битума при длительности загружения 11 сек для всех битумов одинаков и равен 1100 кГ/см2 (1,0787-108 н/м2). Температура хрупкости характеризует поведение битума в дорожном покрытии: чем она ниже, тем выше качество дорожного битума. Окисленные битумы имеют более низкую температуру хрупкости, чем другие битумы той же пенетрации.
Температура хрупкости дорожных битумов обычно колеблется в пределах от —2 до — 30 °С. Для ее определения применяют метод, описанный в ГОСТ 11507-78 с дополнением по п. 3.2.

Дуктильность

Растяжимость (дуктилъностъ) битума характеризуется расстоянием, на которое его можно вытянуть в нить до разрыва. Этот показатель косвенно характеризует также прилипаемость битума и связан с природой его компонентов. Дорожные нефтяные битумы имеют высокую растяжимость — более 40 см. Повышение растяжимости битумов не всегда соответствует улучшению их свойств. По показателю растяжимости нельзя судить о качестве дорожных битумов, так как условия испытания (растяжение со скоростью 5 см/мин) отличаются от условий работы битума в дорожном покрытии.
Растяжимость битумов при 25 °С имеет максимальное значение, отвечающее их переходу от состояния ньютоновской жидкости к структурированной. Чем больше битум отклоняется от ньютоновского течения, тем меньше его растяжимость при 25°С, но достаточно высока при 0°С. Битум должен обладать повышенной растяжимостью при низких температурах (0 и 15°С) и умеренной при 25°С.
Методика и устройство прибора для определения растяжимости битумов приведены в ГОСТ 11505—75.

Вязкость

Вязкость битумов более полно характеризует их консистенцию при различных температурах применения по сравнению с эмпирическими показателями, такими, как пенетрация и температура размягчения. Ее легко и в более короткий срок можно измерить при любой требуемой температуре производства и применения битума. Желательно, чтобы битум при прочих равных показателях обладал наибольшей вязкостью при максимальной тем¬пературе применения и имел как можно более пологую вязкостно-температурную кривую. При температуре ниже 40 °С битум подобен твердообразным системам, при температурах от 40 до 140 °С — структурированным жидкостям, при температуре выше 140 °С — истинным жидкостям. Битумы ведут себя как истинная жидкость, когда их вязкость понижается до 102— 103пз.
Вязкость битумов определяют в вискозиметрах Энглера, Сейболта и Фурола, методом падающего шара, в капилляре Фенске, на ротационном вискозиметре, реовискозиметре, консистометре и др.
Дорожные битумы разделяют на вязкие и жидкие.
Вязкие битумы используют в качестве вяжущего материала при строительстве и ремонте дорожных покрытий. Основное количество таких битумов вырабатывается в России в соответсвии с ГОСТ 22245-90.
Жидкие битумы предназначены для удлинения сезона дорожного строительства. В соответствии с ГОСТ 11955-82 их получают смешением вязких битумов БНД с дистиллятными фракциями — разжижителями. После укладки покрытия разжижитель постепенно испаряется.

Реология битумов

Реология (от греч. rheos — течение, поток), наука о деформациях и текучести вещества. Реология рассматривает процессы, связанные с необратимыми остаточными деформациями и течением разнообразных вязких и пластических материалов (неньютоновских жидкостей, дисперсных систем и др.), а также явления релаксации напряжений, упругого последействия и т.д.
Реология битумов изучена недостаточно. Основными показа¬телями, определяемыми при исследовании реологических свойств битумов в диапазоне температур приготовления и укладки смеси, а также эксплуатации покрытия, являются вязкость и деформативные характеристики битума (модуль упругости, модуль деформациии др.). Поведение битума под действием внешних деформирующих сил определяется комплексом механических свойств, к которым относятся вязкость, упругость, пластичность, хрупкость, усталость, ползучесть, прочность. Каждое свойство зависит от температуры и характера напряженного состояния и связанно с межмолекулярными взаимодействиями и наличием структуры. Реологические свойства не должны значительно изменяться при нагреве битума в битумных котлах, приготовлении и укладке смеси и в течение длительного времени службы.
По реологическим свойствам битумы делятся на три типа:
1) вещества, течение которых под действием постоянного напряжения сдвига подчиняется закону Ньютона, когда напряжение снимают, наступает состояние неэластичной упругости. Сюда можно отнести вязкие неколлоидные жидкости, неэластичные или слабоэластичные золи.
2) Вещества, у которых при постоянном напряжении сдвига скорость сдвига после начала деформации снижается и через некоторое время становится почти постоянной, когда напряжение снимают, эластичность частично восстанавливается, коллоидное состояние битумов этого типа золь-гель.
3) При постоянном напряжении сдвига в начале деформации скорость течения снижается до минимума, а затем повышается, если приложенное напряжение сдвига больше некоторого определенного значения, после того как напряжение снято, упругость восстанавливается, битумы этого типа имеют структуру геля.

Растворимость

В основе большинства существующих методов анализа битумов лежит различие в растворимости их компонентов в ряде органических растворителей. Впервые деление, основанное на этом принципе, предложил Ричардсон, раз¬деливший битумы на растворимые в бензине мальтены и нерастворимые в этом растворителе асфальтены. Впоследствии Маркуон с помощью адсорбции на фуллеровой земле разделил мальтены на масла и смолы. В основном эта ме¬тодика сохранилась и до настоящего времени, но появилось большое количество ее разновидностей, позволяющих получить более узкие, но менее представительные фракции.

Требования к качеству

Применение битума как одного из наиболее известных инженерно-строительных материалов основано на его адгезионных и гидрофобных свойствах. Область применения битума достаточно широка: он применяется при производстве кровельных и гидроизоляционных материалов, в резиновой промышленности, в лакокрасочной и кабельной промышленности, при строительстве зданий и сооружений и т.д. Кровельные битумы применяют для производства кровельных материалов. Их разделяют на пропиточные и покровные (соответственно для пропитки основы и получения покровного слоя). Изоляционные битумы используют для изоляции трубопроводов с целью защиты их от коррозии.
Главным же потребителем битума является дорожное строительство (около 90 %), в первую очередь, из-за того, что нефтяной битум является самым дешевым и наиболее универсальным материалом для применения в качестве вяжущего при устройстве дорожных покрытий. Использование битумов в дорожном строительстве позволяет покрытию дорог выдерживать повышенные статические и динамические нагрузки в широком интервале температур при сохранении длительной жизнеспособности и погодоустойчивости.
Вязкие битумы, применяемые в дорожном покрытии, используются как вяжущее между каменными материалами. Долговечность дорожного покрытия во многом зависит от марки применённого битума и его качества. При строительстве и ремонте дорог битум может быть разжижен растворителем (керосиновая фракция). Разжиженные битумы разделяются на быстро-, средне- и медленно затвердевающие марки. Для предварительной обработки поверхностей применяют битумные эмульсии, которые готовят с применением коллоидных мельниц, добавляя к битуму воду и эмульгаторы. Более подробно рассмотрим битумы различного назначения.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *