индекс пенетрации битума что это

Индекс пенетрации битума что это

Дороги автомобильные общего пользования

БИТУМЫ НЕФТЯНЫЕ ДОРОЖНЫЕ ВЯЗКИЕ

Определение индекса пенетрации

Automobile roads of general use. Viscous road petroleum bitumens. Determination of the penetration index

Дата введения 2015-10-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 РАЗРАБОТАН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский институт транспортно-строительного комплекса» (АНО «НИИ ТСК»), Межгосударственным техническим комитетом по стандартизации МТК 418 «Дорожное хозяйство»

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 декабря 2014 г. N 46)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

Госстандарт Республики Беларусь

Госстандарт Республики Казахстан

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29 мая 2015 г. N 521-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33134-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 октября 2015 г.

6 ИЗДАНИЕ (август 2019 г.) с Поправкой (ИУС 6-2017)

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 4, 2021 год

Поправка внесена изготовителем базы данных

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 33133 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические требования

ГОСТ 33136 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения глубины проникания иглы

ГОСТ 33142 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения температуры размягчения. Метод «Кольцо и Шар»

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 33133.

4 Метод испытаний

Настоящий метод испытаний заключается в расчете индекса пенетрации. Индекс пенетрации зависит от глубины проникания иглы при температуре 25°С, определяемой в соответствии с ГОСТ 33136, и температуры размягчения битума, определяемой в соответствии с ГОСТ 33142.

5 Обработка результатов испытаний

Индекс пенетрации ИП вычисляют по формуле (1) и округляют до первого десятичного знака

, (1)

, (2)

— температура размягчения битума, °С.

6 Оформление результатов испытаний

Результаты испытания оформляют в виде протокола, который должен содержать:

— идентификацию испытуемого образца по паспорту;

— дату проведения расчетов;

— наименование организации, проводившей расчеты;

— ссылку на настоящий стандарт;

— ссылку на протоколы испытаний битума по показателям «пенетрация при 25°С» и «температура размягчения»;

7 Контроль точности результатов измерений

Точность результатов измерений обеспечивается соблюдением требований настоящего стандарта.

Лицо, проводящее расчеты, должно быть ознакомлено с требованиями настоящего стандарта.

Ключевые слова: автомобильные дороги общего пользования, вязкие дорожные нефтяные битумы, индекс пенетрации, глубина проникания иглы, температура размягчения

Редакция документа с учетом
изменений и дополнений подготовлена
АО «Кодекс»

Источник

Характеристики и свойства битума: краткий обзор основных качеств

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

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 битума что это

Метод определения пенетрации

Bituminous materials. Method for determination of penetration

Дата введения 2014-07-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 160 «Продукция нефтехимического комплекса», Государственным унитарным предприятием «Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан» (ГУП «Институт нефтехимпереработки РБ»), Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский центр стандартизации, информации и сертификации сырья, материалов и веществ» (ФГУП «ВНИЦСМВ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 25 марта 2013 г. N 55-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Минэкономики Республики Армения

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 14 августа 2013 г. N 494-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 32154-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2014 г.

5 Настоящий стандарт идентичен стандарту ASTM D 5-06* «Определение пенетрации битуминозных материалов» («Definition of penetration of bituminous materials», IDT)

Стандарт разработан Комитетом ASTM D 04 «Дорожные материалы» и находится под контролем подкомитета D 04.44 «Реологические испытания» Американского общества специалистов по испытаниям материалов.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

7 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Сентябрь 2019 г.

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод определения пенетрации (глубины проникания иглы) полутвердых и твердых битуминозных материалов.

Аппаратура и условия проведения испытаний, приведенные в настоящем стандарте, позволяют определять пенетрацию до 500 единиц.

Значения в единицах системы СИ рассматривают как стандартные.

В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

2 Нормативные ссылки

ASTM D 36, Standard test method for softening point of bitumen (ring-and-ball apparatus) [Стандартный метод определения температуры размягчения битума (аппарат кольца и шара)]

ASTM D 244, Test methods and practices for emulsified asphalts (Методы и методики испытаний эмульгированных битумов)

ASTM E 1, Specification for ASTM liquid-in-glass thermometers (Спецификация на стеклянные жидкостные термометры ASTM)

ASTM E 77, Test methods for inspection and verification of thermometers (Стандартные методы контроля и поверки термометров)

ASTM E 1137/ASTM Е 1137 М, Standard specification for industrial platinum resistance thermometers (Стандартная спецификация на промышленные платиновые термометры сопротивления)

ASTM E 2251, Specification for liquid-in-glass ASTM thermometers with low-hazard precision liquids (Спецификация на стеклянные жидкостные термометры ASTM, заполненные малоопасными жидкостями)

ANSI В 46.1, Surface texture (Структура поверхности)

Доступен в Американском национальном институте стандартов, 25 W. 43rd St., 4th Floor, New York, NY 10036.

ISO 468, Surface roughness-parameters, their values and general rules for specifying requirements (Шероховатость поверхности. Параметры, значения и общие правила установления технических требований)

Доступен в Американском национальном институте стандартов, 25 W. 43rd St., 4th Floor, New York, NY 10036.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применен следующий термин с соответствующим определением:

3.1 пенетрация (penetration): Глубина, на которую стандартная игла вертикально проникает в образец битуминозных материалов при известной нагрузке, времени и температуре, выраженная в десятых долях миллиметра.

4 Сущность метода

4.1 Образец расплавляют (если испытание начинают при температуре окружающей среды) и охлаждают при контролируемых условиях. Пенетрацию измеряют пенетрометром, который воздействует на образец стандартной иглой при определенных условиях.

5 Назначение и применение

5.1 Пенетрация характеризует консистенцию битуминозных материалов. Чем выше значение пенетрации, тем мягче консистенция.

6 Аппаратура

Пригоден любой аппарат, позволяющий держателю иглы (шпинделю) перемещаться вертикально без измерения трения и показывающий глубину проникания иглы с точностью до 0,1 мм. Шпиндель должен быть массой (47,50±0,05) г. Шпиндель с иглой должен быть общей массой (50,00±0,05) г. Должна быть также предусмотрена масса (50,00±0,05) и (100,00±0,05) г при использовании нагрузок 100 и 200 г, необходимых для некоторых условий испытания. Поверхность, на которую помещают контейнер с образцом, должна быть плоской, ось плунжера должна быть под углом приблизительно 90° к этой поверхности. Аппарат должен быть оборудован указателем уровня, шпиндель должен легко отсоединяться для взвешивания.

6.1.1 Указатель уровня поверяют не реже одного раза в год с помощью переносного нивелира.

6.2 Игла для пенетрации

6.2.2 При контроле квалифицированными специалистами иглы, используемые для испытаний материалов на соответствие спецификациям, должны соответствовать требованиям 6.2.1.

6.3 Контейнер для образца

Металлический или стеклянный цилиндрический плоскодонный контейнер размерами, приведенными в таблице 1.

Источник

Методы испытания нефтяных битумов

Целью 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