§ 8. Определение основных свойств вяжущих веществ

Основными характеристиками битумных и дегтевых вяжущих веществ являются температура размягчения, твердость и растяжимость.

Температуру размягчения определяют на приборе «кольцо и шар». Для этого образец испытываемого вяжущего расплавляют, обезвоживают, процеживают через проволочную сетку с ячейками 0,5x0,5 мм. Затем полученной жидкостью заливают два кольца 1 и 8 прибора «кольцо и шар».

Кольца при заливке устанавливают в горизонтальное положение на куске гладкого стекла, поверхность которого покрывают тонким слоем талька, смешанного с глицерином.

Битум заливают так, чтобы он возвышался над кольцами на 1,5 — 2 мм. После этого кольца охлаждают при температуре 20±5°С в течение 30 мин, а затем излишки сплава срезают острым горячим ножом заподлицо с краями колец.

В таком виде кольца вставляют в гнезда средней полки 2 и штатив 4 устанавливают в сосуд 6. При этом учитывают следующее. Если предполагаемая температура размягчения битума или пека ниже 80° С, то штатив с кольцами в течение 15 мин выдерживают/в сосуде, залитом свежей кипяченой водой с температурой 5° С. Если предполагаемая температура размягчения испытываемого образца выше 80° С, то штатив с кольцами выдерживают в сосуде, залитом глицерином с температурой 32° С.

Через 15 мин штатив с кольцами извлекают из сосуда и в отверстие в полке вставляют термометр 5 так, чтобы он своим нижним

концом оказался на уровне колец. В центре каждого залитого кольца укладывают по одному стальному шарику 3 (массой 3,5 г).

После такой подготовки штатив с кольцами и шариками снова вводят в сосуд с водой или глицерином. Сосуд ставят на плитку так, чтобы плоскость колец при нагревании сохранялась в горизонталь ном положении на весь период нагревания.

Нагрев проводят так, чтобы температура жидкости в сосуде после первых трех минут повышалась со скоростью 5 ±0,5° С в мин.

Температура, при которой шарик вместе с каплей битума упадет на нижнюю полку, принимается за температуру размягчения. Расхождения между двумя определениями не должны превышать 0,5° С.

Твердость вяжущего измеряют глубиной проникания в него иглы и определяют прибором пенетрометром (рис. 2, г).

На этом приборе измеряют глубину проникания иглы в вяжущее под нагрузкой 0,1 кГ за время 5 сек при температуре 25° С. Шкала прибора отградуирована так, что каждое ее деление соответствует прониканию иглы на глубину 0,1 мм.

Для определения твердости вяжущего, кроме пенетрометра, нужна металлическая чашка 19 для вяжущего и игла 18. Чашка должна быть цилиндрической формы диаметром 55 и высотой 35 мм с допусками ±1 мм. Иглу берут круглого сечения диаметром 1,1 мм + 0,01 мм и длиной 50,8 ±0,1 мм. Один конец иглы должен иметь конусность на длину 6,35 мм с углом заточки в пределах 8°40' — 9°40'. Игла должна быть закалена и отполирована, а острие конуса иглы затуплено до диаметра 0,15 мм с допуском ±0,01 мм.

При определении глубины проникания первоначально вяжущее в металлическом сосуде расплавляют и обезвоживают. Далее, процедив через сетку, его размешивают до исчезновения пузырьков воздуха. Расплавленное вяжущее заливают в чашку 19 так, чтобы она заполнилась на 30 мм, затем чашку с вяжущим до испытания помещают в водяную ванну с температурой 20° С и оставляют в ней на 1 ч. После этого чашку извлекают из ванны, опускают в сосуд 20 (кристаллизатор) и заливают его водой с температурой 25° С с таким расчетом, чтобы уровень воды оказался выше уровня битума не менее чем на 10 мм. В таком виде сосуд устанавливают на столике 21 штатива П.

Острый конец иглы подводят к поверхности битума, опускают контактную рейку 12 до верхнего торца иглодержателя 15 и нуль вращающегося циферблата 14 совмещают со стрелкой 13. Затем одновременно пускают секундомер и нажимают стопорную кнопку 16, предоставляя игле возможность свободно опускаться в испытуемый образец в течение 5 сек. По положению стрелки отсчитывают расстояние, пройденное иглой за 5 сек.

Для удаления прилипшего к игле вяжущего ее после каждого погружения протирают тряпочкой, смоченной в бензоле.

Определение глубины проникания повторяют три раза в разных местах поверхности вяжущего, отстоящих один от другого и от борта чашки не менее чем на 10 мм; окончательную величину глубины проникания иглы получают делением суммы всех показаний на три.

Растяжимость вяжущего определяют при помощи дуктилометра (рис. 3).

Рис. 3. Дуктилометр:

1 — сосуд, 2 — концевая часть формы, 3 — уровень воды, 4 — нить для создания тяги салазкам. 5 — электродвигатель, 6 — вяжущее в собранной форме, 7 — боковая часть формы, 8 — редуктор, понижающий обороты, 9 — салазки с зубчатыми колесиками, 10 — • линейка, 11 — зубчатая рейка, 12 — нить растянутого

вяжущего в момент разрыва

При этом испытании образец вяжущего, приготовленный в виде восьмерки, растягивают и измеряют длину нити в момент ее разрыва. Испытание выполняют при температуре 25° С и скорости растягивания 50 мм в минуту.

Вяжущее подготовляют так же, как и в предыдущих случаях при определении температуры размягчения и глубины проникания. Его заливают в формы 2 и 7 от одного конца формы к другому до тех пор, пока вяжущее не переполнит форму на 1,5 — 2 мм выше края. Предварительно формы укладывают на гладкое стекло. Формы с вяжущим 6 охлаждают при температуре 18 — 20° С в течение 30 мин. После этого излишек вяжущего срезают острым горячим ножом.

Образцы вяжущего в формах, не снимая со стекол, помещают на 90 мин в водяную баню или дуктилометр при температуре воды 25±0,5°С так, чтобы она покрывала вяжущее не менее чем на 25 мм. Затем образцы в формах снимают со стекла и помещают в сосуд 1 дуктилометра, закрепляя их кольцами на штифтах салазок 9. После закрепления боковые части формы 7 удаляют. При этом вода должна покрывать все образцы, помещенные в сосуд, не менее чем на 25 мм. Температура воды в сосуде на весь период измерения должна быть равна 25°±0,5° С.

Укрепленные образцы вяжущего 12 растягивают с помощью электродвигателя. 5 таким образом, чтобы салазки 9 продвигались со скоростью 50 мм в минуту. Длина нити образца вяжущего 12, замеченная по линейке 10 в момент разрыва, принимается за искомую растяжимость вяжущего.

Для каждого вяжущего растяжимость определяют трижды и подсчитывают среднее значение.

Растворители — это органические жидкости, применяемые для растворения различных органических веществ: битумов, пеков, масел.

Растворители способствуют повышению текучести растворяемого материала и более простому выполнению технологических операций. Они сравнительно быстро и полностью улетучиваются, после чего восстанавливаются первоначальные свойства и структура растворяемого материала. Растворители должны испаряться из пор материала при обычных температурах воздуха.

По физическим свойствам растворители делятся на легколетучие| (бензин), среднелетучие (керосин) и труднолетучие (соляровое, антраценовое, зеленое масла). Растворители в большинстве случаев — легкоподвижные характерно пахнущие жидкости.

Растворимость бывает лучше, если растворимое вещество и | растворитель имеют сходное строение и свойства. Например, нефтяные битумы хорошо растворяются бензином, соляровым маслом, | т. е. продуктами, получаемыми также из нефти. Дегти и пеки хоро- I шо растворяются продуктами, получаемыми из каменноугольных смол и дегтей, — креозотовым или антраценовым маслом.

Для растворения битумных вяжущих используют следующие 1 вещества.

Солярное масло (ГОСТ 1666 — 51) — продукт прямой перегонки нефти с плотностью не более 0,88. Такое масло содержит 1 больше легких соединений, которые ускоряют растворение и проникание масла в толщу склеиваемых материалов. Это в свою очередь обеспечивает быстрое нарастание прочности приклеивания. 1

Бензин (ГОСТ 8505 — 57) — продукт прямой перегонки нефти, летуч.

Керосин (ГОСТ 1842 — 52) — жидкость светло-желтого цвета — продукт прямой перегонки нефти; имеет характерный запах, плотностью 0,82.

Уайт-спирит (ГОСТ 3134 — 52) — подвижная жидкость с| плотностью 0,78; получают его при перегонке нефти.

Ксилол (ГОСТ 9410 — 71) жидкость с острым запахом, добывают из каменноугольной смолы или нефти.

Л а кой ль (ГОСТ 3540 — 47) — маслянистая зеленовато-коричневая жидкость, смесь полимеризованных углеводородов пиролиза нефти и кислого гудрона.

Сольвентнафта (ГОСТ 10214 — 62) — получают из бензола после отгонки из него ксилола.

Растворителями дегтевых вяжущих служат следующие продукты.

Креозотовое масло — продукт разгонки дегтей; состоит из смеси фенолов и ароматических углеводородов; плотность 1,06 — 1,09.

Антраценовое масло (ГОСТ 1720 — 62) — продукт разгонки дегтей, состоящий из таких же углеводородов, как и креозотовое масло; плотность 1,08 — 1,12,

Растворители хранят в подземных складах в резервуарах (бидонах, бочках, бутылях). Небольшие бидоны и бутыли с растворителями устанавливают на стеллажах пробками вверх. Транспортируют растворители в той же таре, в которой их хранят на складе.