10_cw_asfalty_bz

Instrukcja do laboratorium „Materiały budowlane”
IIBZ
Ćwiczenie 10
ĆWICZENIE 10
MATERIAŁY BITUMICZNE
10.1. WPROWADZENIE
Tab. 10.1. Cechy techniczne asfaltów
Lp.
Właściwość
Penetracja w 25oC
0,1 mm
Temperatura mięknienia,
2
o
C
Temperatura zapłonu,
3
nie mniej niż
o
C
Zawartość składników
rozpuszczalnych,
4
nie mniej niż
% m/m
Zmiana masy po starzeniu
(ubytek lub przyrost),
5
nie więcej niż
% m/m
Pozostała penetracja po
starzeniu,
6
nie mniej niż
%
Temperatura mięknienia
po starzeniu,
7
nie mniej niż
o
C
Właściwości specjalne krajowe
Zawartość parafiny,
8
nie więcej niż
%
Wzrost temperatury
mięknienia po starzeniu,
9
nie więcej niż
o
C
Temperatura łamliwości,
10 nie więcej niż
o
C
1
Metoda badania
20/30 35/50 50/70
Właściwości obligatoryjne
Rodzaj asfaltu
70/100 100/150
160/220
250/330
160-220
250-330
PN-EN 1426
20-30
35-50
50-70
70-100 100-150
PN-EN 1427
55-63
50-58
46-54
43-51
39-47
35-43
30-38
PN-EN 22592
240
240
230
230
230
220
220
PN-EN 12592
99
99
99
99
99
99
99
PN-EN 12607-1
0,5
0,5
0,5
0,8
0,8
1,0
1,0
PN-EN 1426
55
53
50
46
43
37
35
PN-EN 1427
57
52
48
45
41
37
32
PN-EN 12606-1
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
2,2
PN-EN 1427
8
8
9
9
10
11
11
PN-EN 12593
-
-5
-8
-10
-12
-15
-16
10.2. POMIAR PENETRACJI ASFALTÓW
Penetracja asfaltów jest to konsystencja wyrażona jako głębokość (w dziesiętnych
częściach milimetra), na jaką wnika pionowo w próbkę badanego asfaltu igła, w określonych
warunkach temperatury, obciążenia i czasu obciążenia. Jednostką penetracji (stopień
penetracji) jest liczba niemianowana odpowiadająca zagłębieniu 0,1 mm igły penetracyjnej.
Pomiar przeprowadza się w penetrometrze automatycznym lub ręcznym (rys. 10.1).
Penetracja próbki jest mierzona przy użyciu standardowej igły w ustalonych warunkach
-1-
Instrukcja do laboratorium „Materiały budowlane”
IIBZ
Ćwiczenie 10
oznaczania. W przypadku penetracji do 500 x 0,1 mm, stosowanymi parametrami oznaczania
są: temperatura 25oC, obciążenie 100g, czas trwania obciążenia 5 s. W przypadku penetracji
powyżej 500 x 0,1 mm temperatura jest obniżona do 15oC, natomiast parametry oznaczania,
tj. obciążenie i czas trwania obciążenia pozostają niezmienione.
Podstawowe części penetrometru to:
metalowy statyw z podstawą, ruchomy stolik
osadzony na śrubach, imadła do regulowania
początkowego położenia igły oraz tarczy, igła
penetracyjna ze stali niekorodującej, hartowanej o
polerowanej powierzchni, tarcza ze skalą o 360
podziałkach i strzałką rejestrującą położenie igły
penetracyjnej, lusterko ruchome przymocowane
do statywu.
Penetrometr
powinien
zapewniać
następujące warunki pomiaru:
 poziome
położenie
próbki
badanego
asfaltu;
 pionowy ruch sworznia bez tarcia w ustalonym czasie;
 sumaryczną masę sworznia, igły i obciążnika wynoszącą 100 g;
 pomiar do 420 jednostek na penetrometrze
automatycznym oraz do 360 jednostek na ręcznym.
Aby zapewnić utrzymanie stałej temperatury potrzebna
jest łaźnia wodna o objętości co najmniej 10 l i
zapewniająca utrzymanie temperatury badanej próbki z
Rys. 10.1. Penetrometr igłowy.
dokładnością do ± 0,1oC. Można także użyć małej
przenośnej łaźni do badań wykonywanych poza łaźnią. Łaźnia ta powinna mieć objętość co najmniej
350 ml i powinna zapewnić całkowite przykrycie wodą naczynka penetracyjnego.
Przygotowanie próbki. Należy pobrać minimum 100 g asfaltu z próbki laboratoryjnej i
przenieść ja do odpowiedniego pojemnika. Materiał podgrzać do temperatury od 80oC do
90oC wyższej od przewidywanej temperatury mięknienia. Napełnić czyste (wolne od kurzu,
zatłuszczeń i rdzy) naczynko penetracyjne do takiego poziomu, aby po oziębieniu badanej
próbki do temperatury pomiaru, wysokość warstwy próbki była co najmniej o 10 mm większa
niż głębokość, do której przewiduje się zagłębienie igły. Naczynko penetracyjne,
cylindryczne metalowe lub szklane z płaskim dnem o wymiarach podanych w tablicy 10.2.:
Tab. 10.2. Zalecane wymiary naczynek penetracyjnych.
Penetracja (p) (0,1 mm)
Wewnętrzna głębokość (mm)
Wewnętrzna średnica (mm)
p < 200
200≤p<350
350≤p<500
35
45
60
55
70
70
W przypadku penetracji mniejszych niż 100 x 0,1 mm wysokość pierścienia powinna wynosić
20 mm ± 1 mm. W przypadku penetracji od 100 x 0,1 mm do 200 x 0,1 mm wysokość
pierścienia powinna wynosić 30 mm ± 1 mm. Bezpośrednio po napełnieniu naczynko
penetracyjne nakryć luźno dowolnym naczyniem, np. zlewką odpowiednich rozmiarów.
Temperatura chłodzenia próbek 15oC  30oC:
 próbki o wysokości warstwy ≤ 45 mm – czas chłodzenia 60  90 min, (obj. < 180 ml);
 próbki o wysokości warstwy 45  60 mm – czas chłodzenia 90  120 min (obj. < 180 ml);
-2-
Instrukcja do laboratorium „Materiały budowlane”
IIBZ
Ćwiczenie 10
 próbki o wysokości warstwy 45  60 mm – czas chłodzenia 60  120 min (obj. ≥ 180 ml);
licząc na każde 100 ml próbki.
Następnie próbkę umieścić w łaźni o ustalonej temperaturze na taki czas, jaki został użyty do
chłodzenia próbki i rozpocząć badanie.
Przygotowanie penetrometru do pomiaru polega na sprawdzeniu, czy ruch sworznia nie
powoduje tarcia. W przypadku stosowania automatycznego penetrometru sprawdzić, czy
wyłącznik działa prawidłowo (tzn. czy wyłącza się dokładnie, np. w piątej sekundzie).
Sprawdzić, czy wartość sumarycznej masy sworznia, igły i obciążnika wynosi 100,0 ± 0,1 g.
Wykonanie pomiaru Po upływie czasu potrzebnego na przygotowanie próbki umieścić
naczynko penetracyjne na stanowisku badawczym, powoli opuścić igłę, aby jej koniec ściśle
pokrył się z jej odbitym obrazem na powierzchni próbki. Dopilnować aby pozycja zerowa
igły została odnotowana. Szybko zwolnić sworzeń na określony czas. Wykonać co najmniej
trzy ważne pomiary na powierzchni próbki do badań za pomocą trzech oddzielnych igieł, w
punktach umieszczonych nie bliżej niż 10 mm od brzegu naczynka i oddalonych od siebie nie
mniej niż 10 mm. Do każdego oznaczenia należy użyć czystej igły. Jeśli penetracja jest
większa niż 100 x 0,1 mm pozostawić wszystkie igły w badanej próbce, aż wszystkie pomiary
nie będą zakończone. W przypadku, gdy badanie wykonywane jest poza łaźnią i trzy pomiary
nie mogą być wykonane w czasie 2 minut, przenieść badaną próbkę i małą łaźnię do łaźni
wodnej i powtórzyć oznaczenie. Do badań wykonywanych w temperaturze 25oC z
zastosowaniem całkowitego obciążenia 100 g i w czasie trwania 5 s, należy przyjąć trzy
pomiary, których wyniki nie przekraczają wartości z tabeli:
Tab. 10.3. Dopuszczalne różnice między największym i najmniejszym wynikiem penetracji.
Penetracja w 0,1 mm
Maksymalne różnice
pomiędzy wynikiem
największym i najmniejszym
do 49
od 50 do 149
od 150 do 249
250 i powyżej
2
4
6
8
Jeżeli zostały przekroczone odpowiednie maksymalne różnice, wyniki odrzucić i powtórzyć
badanie z użyciem drugiego naczynka z próbką do badań. Badanie powtarzać aż do uzyskania
dla tej samej próbki do badań 3 ważnych pomiarów.
Wynik pomiaru.
Tab. 10.4. Wymagania dotyczące wyników penetracji.
Warunki oznaczania
Penetracja w 0,1 mm
Powtarzalność r
Odtwarzalność R
25oC
100 g
5s
< 50
≥ 50
2
4% wart. średniej
3
6% wart. średniej
15oC
100 g
5s
≥ 50
5% wart. średniej
8% wart. średniej
5oC
200 g
60 s
< 50
≥ 50
2
9% wart. średniej
4
13% wart. średniej
-3-
Instrukcja do laboratorium „Materiały budowlane”
IIBZ
Ćwiczenie 10
Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczną wyników otrzymanych dla prawidłowo
prowadzonych pomiarów, wyrażonych w dziesiętnych milimetra i zaokrąglonych do
najbliższej liczby całkowitej.
Normy przedmiotowe: PN-EN 1426:2009.
-4-
Instrukcja do laboratorium „Materiały budowlane”
IIBZ
Ćwiczenie 10
Grupa LP - ………/zespół ………
Data……………
1. …………………………
2. …………………………
3. …………………………
4. …………………………
Ćwiczenie 10
POMIAR PENETRACJI ASFALTU
Nr
pomiaru
Temperatura
pomiaru
Wartość
penetracji
Wartość średnia
penetracji
C
0,1 mm
0,1 mm
1
2
…………………
…
3
4
5
Wnioski: …………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
-5-