Лабораторна робота 14

випробування нафтових бітумів

Нафтові бітуми при нормальній температурі являють собою тверді або напівтверді речовини чорного або темно-коричневого кольору, які застосовуються як органічні в’яжучі та гідроізоляційні матеріали.

За хімічним складом бітуми – складні суміші вуглеводнів та їх неметалевих похідних (сполук вуглецю з сіркою, киснем та азотом). Вони розчинні у сірководні, хлороформі, бензолі та деяких органічних розчинниках та не розчинні у воді. В залежності від вихідної сировини розрізнюють природні (просочуючі гірські породи) та штучні нафтові (які одержуються з нафти різними способами) бітуми. За переважним призначенням бітуми поділяють на дорожні, будівельні, покрівельні, ізоляційні та спеціальні.

За фізико-хімічними властивостями нафтові бітуми поділяють на марки за наступними показниками: в’язкість, розтяжність та поведінка бітуму під час змінення температури.

14.1 Визначення в’язкості (твердості або пенетрації)

Мета роботи: ознайомлення зі стандартним методом визначення в’язкості нафтового бітуму та практичне його виконання.

Прилади та обладнання: пенетрометр, ексикатор з водою.

В’язкість (твердість або пенетрація) визначаються на приладі пенетрометрі (рис. 14.1) за глибиною проникнення стандартної голки у випробуваний бітум при певній температурі 25 °С та 0 °С, навантаженні 100 г та 200 г відповідно, тривалістю занурення 5 та 60 с.

Глибину занурення голки виражають в градусах, які визначаються за диском пенетрометра, причому кожний градус відповідає зануренню голки на 0,1 мм.

Визначення виконують три рази й беруть середнє значення. Дані, одержані під час випробування, заносять до лабораторного журналу (табл. 14.1).

Таблиця 14.1 – Визначення в’язкості (твердості або пенетрації)

нафтового бітуму

Показники		Результат
І	ІІ	ІІІ
Температура випробування Витримка бітуму до випробування Тривалість випробування Глибина занурення голки пенетрометра   Середнє значення	°С ч с град (мм) град (мм)

Форма звітності: лабораторний журнал.

14.2 Визначення розтяжності (дуктильності) бітумів

Мета роботи: ознайомлення зі стандартним методом визначення розтяжності бітумів та практичне його виконання.

Прилади та обладнання: дуктилометр, бітумні зразки-вісімки.

Розтяжність (дуктильність) визначають на приладі дуктилометр.

Розплавлений бітум заливається у форми «вісімки» (рис. 14.2), після охолодження їх витримують у воді при температурі 25 °С протягом 1-1,5 годин. Після цього зразки поміщують до дуктилометра та розягують зі швидкістю 5 см/хв. Величина подовшення зразка в момент розриву (в см) й характеризує розтяжність бітуму.

Для бітумів покращених марок дуктильність визначають і при температурі 0 °С.

Для кожного виду бітуму виконують три досліди й кінцевий результат беруть як середнє з трьох визначень.

Дані, одержані при випробуванні, заносять до лабораторного журналу (табл. 14.2).

Таблиця 14.2 – Визначення розтяжності (дуктильності) нафтового бітуму

Показники		Результат
І	ІІ	ІІІ
Температура випробування Витримка бітуму до випробування Швидкість розтягування Розтяжність бітуму Середнє значення	°С г см/хв см (см)

Форма звіту: лабораторних журнал.

14.3 Визначення температури розм’якшення бітумів

Мета роботи: ознайомлення зі стандартним методом визначення температури розм’якшення бітумів та його практичне виконання.

Прилади та обладнання: прилад «Кільце та куля», кільце з бітумом, хімічна склянка з дистильованою водою, пристрій для нагрівання.

Температуру розм’якшення бітуму визначають на приладі «Кільце та куля» (КтК), устрій якого показано на рис. 14.3.

а) б)

а) кільце та куля для визначення температури розм’якшення бітуму: 1 – термометр, 2 – диск верхній; 3 – вода; 4 – склянка; 5 – кулька; 6 – кільце; 7 – бітум; 8 – диск середній; 9 – диск нижній; б) кільце з бітумом: І – до випробування; ІІ – після випробування

Рисунок 14.3 – Схема визначення температури розм’якшення бітумів

Розплавлений бітум заливають до кілець, після охолодження надлишок зрізують гарячим ножем. На поверхню бітуму кладуть сталеву кульку масою 3,5 г та поміщують до приладу, який складається з трьох дисків та термометра. Прилад вставляють у хімічну склянку з дистильованою водою, яка має температуру + 5 °С, а по закінченні 15 хв починають підігрівати зі швидкістю 5° на хвилину. Температура, при якій бітум розм’якшиться та під дією маси кульки торкнеться нижнього диску, і характеризує його температуру розм’якшення.

Виконують два досліди і кінцевий результат беруть як середнє з двох визначень.

Дані, одержані при випробуванні, заносять до лабораторного журналу (табл. 14.3).

Таблиця 14.3 – Визначення температури розм’якшення бітуму

Показники		Результат
І	ІІ
Початкова температура випробування Витримка бітуму до випробування Швидкість підйому температури Температурне розм’якшення Середній результат	°С г °С/хв °С °С

Форма звіту: лабораторний журнал.

При поглибленому дослідженні визначають ще такі властивості бітуму, як температура сполоху, зчеплення з мармуром або піском тощо.

На підставі проведених випробувань необхідно встановити марку бітуму в залежності від його призначення. Будівельні бітуми за фізико-хімічними властивостями мають відповідати вимогам ДСТУ.