Лабораторная работа № 2 определение пенетрации битума
Цель работы. Ознакомление с прибором и методикой определения пенетрации битума. По величине пенетрации (по глубине проникания иглы в изучаемый битум) охарактеризовать прочность и марку битума.
Приборы и материалы: прибор для определения твердости нефтепродуктов - пенетрометр с иглой, чашка металлическая для налива битума, водяная ванна, термометр ртутный от 0 до 50°С, секундомер, кристаллизатор.
Описание прибора и методики испытания
Общий вид пенетрометра с иглой представлен на рис. 2. Пенетрометр состоит из металлического штатива 1, нижняя часть которого представляет собой опорную площадку с тремя установочными винтами для приведения ее в горизонтальное положение. К опорной площадке прикреплен вращающийся предметный столик 7 с металлической цилиндрической чашкой 6 высотой 35 мм и диаметром 55 мм, в которую помещают испытываемый битум На верхнем кронштейне штатива укреплен циферблат 2, разделенный на 360°, и контактная рейка (кремальера) 3, движение которой передается стрелке циферблата. На нижнем кронштейне закреплен свободно падающий стержень с иглой 5 и грузом общей массой 100 ± 0,01 г, удерживаемый стопорной кнопкой 4.
Определение пенетрации (глубины проникания иглы в нефтяные битумы) производится на пенетрометре под действием груза 100 г в течение 5 с при температуре 25°С.
Изучаемый битум подогревают и наливают в металлическую чашку 6 слоем 80 мм, после чего охлаждают в течение 1 часа на воздухе при температуре (20±2)оС, затем в течение 1 ч – в водяной бане, температура которой (25±0,5)оС.
|
|
Рис. 2. Пенетрометр 1– металлический штатив, 2 – циферблат, 3 – кремальера, 4 – стопорная кнопка, 5 – стержень с иглой, 6 – металлическая цилиндрическая чашка, 7 – вращающийся предметный столик
|
Чашку с битумом вынимают из ванны и помещают в кристаллизатор, наполненный водой, температура которой (25 ± 0,5)°С. Высота слоя воды над поверхностью битума должна быть не менее 10 мм. Кристаллизатор устанавливают на столик прибора 7 и подводят острие иглы 5 к поверхности битума так, чтобы игла только слегка касалась ее.
Кремальеру 3 доводят до верхней площадки стержня, несущего иглу, и устанавливают стрелку на нуль или отмечают ее положение, после чего одновременно включают секундомер и нажимают кнопку прибора 4, давая игле свободно входить в испытуемый образец в течение 5 с, по истечении которых отпускают кнопку.
После этого нижняя часть кремальеры вновь доводится (опускается) до верхней площадки стержня с иглой, причем вместе с кремальерой передвигается и стрелка на шкале прибора, показывая выраженное в градусах расстояние, пройденное иглой за 5 с под действием груза100 г. Это положение стрелки отмечается на шкале прибора как глубина проникания иглы в битум, выраженная в градусах – пенетрация. Один градус равен 0,1 мм и полученная в градусах глубина проникания иглы пересчитывается в мм.
Определение глубины проникания иглы повторяется 3-5 раз в различных точках поверхности битума, отстоящих не менее чем на 10 мм от края чашки и друг от друга. После каждого погружения кончик иглы вытирают от приставшего битума.
Среднее из 3 - 5 значений принимается за величину глубины проникании иглы в испытываемый битум.
Результаты испытаний.
Результаты измерений по описанной методике заносятся в табл.3.
Таблица 3
|
№ измерений |
Глубина проникания или разность отсчетов положений кремальеры в ° |
Глубина проникания иглы, мм |
|
1 2 3 среднее |
|
|
Полученное значение глубины проникания иглы в изучаемый битум сравнивается со значениями глубины проникания по ГОСТу для различных марок битума, приведенными в табл.4.
На основании этих сравнений определяется марка изучаемого битума. Глубина проникания иглы характеризует прочность и твердость битума. Чем больше глубина проникания иглы, тем менее прочным и более мягким является битум. И наоборот, чем меньше глубина проникания, тем более твердым и прочным является битум.
Таблица 4
|
Наименование показателя свойств битума |
Величина показателя свойств битума по ГОСТ 9812-74 | ||
|
|
БНИ-IV |
БНИ-IV-3 |
БНИ-V |
|
Глубина проникания иглы при 25оС, мм |
2,5-4,0 |
3,0-5,0 |
2,0-4,0 |