Определение температуры размягчения

Цель работы: Определение температуры размягчения по способу «кольцо и шар»

Ввиду неоднородности химических веществ, входящих в состав битума, процесс его перехода из одного агрегатного состояния в другое происходит постепенно, и температура размягчения битума не совпадает с температурой его расплавления. За температуру размягчения битума принимают условно ту температуру, при которой битум переходит в капельно-текучее состояние в условиях, пред­усмотренных методикой определения.

Определение температуры размягчения проводится по способу «кольцо и шар». Температура размягчения битума зависит от веществ, входящих в его состав. Увеличение содержания смол и асфальтенов ведет к повышению температуры размягчения. Неполимеризующиеся и трудноокисляемые масла, наоборот, снижают эту температуру.

Устройство прибора

Прибор (рис. 2) состоит из двух площадок и крышки, скреплен­ных между собой специальным стержнем 1. На верхней площадке, расположенной от нижней на расстоянии 25 мм, имеются два отвер­стия. В каждое отверстие вставляется ла­тунное кольцо 2, внутренний диаметр которого 15,9, высота 6,35 и толщина стенок 24 мм. Кольца заполняются испытуемым битумом и помещаются в отверстие. Сверху на кольцо с битумом устанавливается стальной шарик весом 3,5 г и диаметром 9,5 мм. Крышка имеет отверстие, где на корковой пробке укреплен термометр 3 с ценой деления 0,5 град. Ртутный шарик термометра помещается в гнездо, которое расположено в середине верхней площадки. В собранном виде прибор устанавливается в стеклянный стакан.

Подготовка прибора и проведение

Подогретые до 30 ⁰ С латунные кольца прибора помещают на стеклянную пластинку, слегка покрытую смесью талька с глицерином в соотношении 1:3с тем, чтобы в дальнейшем битум не прилипал к стеклу пластинки. Нельзя допускать избытка глицерина на пластинке, так как внутренние стенки кольца покроются глицерином и потеряют адгезионную спо­собность.

Перед определением испытуемый битум обезвоживают и рас­плавляют на бане или в сушильном шкафу, не допуская перегрева, и после этого пропускают через сито с размером сторон ячейки 0,7 мм. Расплавленный битум наливают в кольцо с некоторым избытком. По остывании избыток нефтепродукта срезают горячим ножом вровень с краями кольца. Залитые битумом кольца устанав­ливают в гнезда верхней площадки и весь прибор помещают в ста­кан, куда до метки на стержне прибора налит глицерин, имеющий температуру 35° С. Через 15 мин вынимают прибор и в центр каж­дого кольца кладут шарик, слегка вдавливая его в битум, и снова помещают прибор в стакан с глицерином. Стакан устанавливают в строго горизонтальном положении на электроплитку или тре­ножник с асбестовой сеткой и нагревают со скоростью 5 град/мин. За температуру размягчения принимается та температура, при кото­рой размягченный битум под действием давления шарика коснется нижней площадки. Если температура размягчения битума ниже 80° С, в стакан наливается дистиллированная вода, имеющая темпе­ратуру 5° С. В воде, так же как и в глицерине, битум не растворяется.

Вопросы:

1.Как выпускают дорожный битум?

2.Что такое рубракс?

Лабораторная работа №11

Определение пенетрации

Цель работы: Определение пенетрации, оказывать сопротивление проникновению иглы при стандартной нагрузке.

Пенетрация нефтяных битумов характеризует их свойство оказы­вать сопротивление проникновению иглы при стандартной нагрузке, в течение 5 сек, при температуре 0 и 25° С. Этот показатель не является физической константой битума, но характеризует его консистенцию и твердость. Естественно, что у мягкого битума пенетрация будет выпш, т. е. игла будет проникать глубже, чем у твердого. На вели­чину пенетрации оказывает влияние состав битума. С увеличением содержания в составе битума масел пенетрация растет, продукт становится мягким. Наоборот, при удалении из битума летучих веществ, а также с увеличением содержания в нем асфальтенов и карбонов величина пенетрации будет уменьшаться, и битум превра­щается в хрупкое вещество. Пенетрация измеряется в условных единицах — градусах. 1 град соответствует перемещению иглы на 0,1 мм.

Устройство прибора описано в (см. рис. 3). Вместо конуса, применяемого при определении пенетрации смазок, для определении пенетрации битума установлена стальная нгла длиною 50,8 и диа­метром 1 мм. Игла сточена на конус и укреплена в иглодержателе. Длина конуса 6,35 мм, угол от 8,4 до 9,4°; диаметр затупленного острия иглы 0,14—0,16 мм. Вес иглодержателя с иглой составляет в сумме 100, вес груза 50 г.

Проведение испытания

Расплавленный битум наливают в металлическую чашку высо­той 35 и диаметром 55 мм в таком количестве, чтобы его уровень отстоял от края чашки на 5 мм, и охлаждают до температуры 18— 20° С в течение 1 ч. Чашку с битумом погружают в водяную баню высотой не менее 70 мм с температурой 25° С и выдерживают при этой температуре 1 ч, сохраняя под битумом слой воды высотой не менее 25 мм. Затем чашку с битумом переносят в плоский сосуд высотой 50 мм, в который наливают воду с температурой 25° С с таким расчетом, чтобы слой воды над битумом составил не менее 10 мм. Сосуд с битумом устанавливают на столик пенетрометра. Нажав кнопку, освобождают стержень и, придерживая его рукой,приближают иглу к поверхности битума. Затем, вращая столик, окончательно подводят иглу, пока она не будет касаться битума, проверяя положение иглы по отражению в зеркале. Кремальеру опускают до стержня, а стрелку циферблата устанавливают в поло­жение 0.

Одновременно пускают секундомер и нажимают кнопку пене­трометра, выдерживая ее в течение 5 сек. Разность между отсчетами на циферблате дает величину пенетрации. Определение повторяют не менее трех раз в различных точках поверхности битума, отстоя­щих одна от другой и от краев чашки на 10 мм. Среднее арифмети­ческое из этих определений принимается за величину пенетрации в градусах. 1 град пенетрации соответствует проникновению иглы в битум па 0,1 мм. После каждого определения иглу вынимают, моют бензином, сушат и снова устанавливают в иглодержатель.

Вопросы:

1. Что такое пенетрация?

2. Что называют битумами?

Лабораторная работа №12