POLITECHNIKA WARSZAWSKA - WYDZIAŁ INŻYNIERII LĄDOWEJ KATEDRA INŻYNIERII MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH
Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: „Materiały budowlane - I”
Temat: Badania wybranych cech technicznych lepiszcz bitumicznych - asfalty. Badania wybranych cech technicznych wyrobów hydroizolacyjnych - papy.					Zespół: Maciej Górbiel Michał Barżykowski Damian Sykut
R.A.2007/8	Sem. II	Grupa 6/1	Data: 14.04.2008	Nr ćwiczenia: 8		Prowadząca: mgr inż. Anna Chudan	Ocena

Spis treści

Przedmiot badania

Materiały bitumiczne

Z najważniejszych materiałów konstrukcyjnych nienasiąkliwych i nie przepuszczających wody, które są używane do izolacji przeciwwilgociowych i wodoszczelnych oraz do krycia dachów, należy wymienić następujące grupy:

1. materiały bitumiczne płynne i plastyczne.

2. materiały bitumiczne w rolach

3. materiały izolacyjne z tworzyw sztucznych.

Do płynnych i plastycznych materiałów bitumicznych zalicza się asfalty naturalny i ponaftowe, smoły i paki, roztwory gruntujące, emulsje, masy izolacyjne, lepiki asfaltowe i smołowe, kity, masy zalewowe i zaprawy bitumiczne.

Materiały bitumiczne w rolach produkuje się z wkładką lub jako bezwkładkowe. Materiały rolowe z wkładką składają się z:

1. wkładki (szkieletu nośnego) w postaci tektury lub tkaniny włókienniczej technicznej (jutowej, konopnej, lnianej itp.), tektury azbestowej, welonu z włókien szklanych, nasyconych lub impregnowanych asfaltem bądź kompozycją smoły i paku, folii aluminiowej, folii z tworzyw sztucznych itp.

2. obustronnych powłok impregnacyjnych asfaltowych lub smołowych.

3. jednostronnej albo obustronnej posypki mineralnej lub folii metalowej.

Materiały bitumiczne w kładką noszą nazwę papy. Papy izolacyjne nie mają powłok ani posypki. Wszystkie gatunki pap są stosowane jako spodnia lub wierzchnia warstwa pokrycia dachowego, jako materiał do poziomej i pionowej izolacji przeciwwilgociowej budynków i innych obiektów budowlanych, do izolacji typu średniego i ciężkiego oraz jako materiały do wypełnienia szczelin dylatacyjnych i skurczowych. Należy zwrócić specjalną uwagę dotyczącą wielowarstwowych pokryć dachowych. Niedopuszczalne jest łączenie pap asfaltowych i smołowych.

Papy asfaltowe

Materiały asfaltowe w rolkach dzieli się na bezwkładkowe i z wkładką, zwaną osnową. Wkładkę może stanowić tektura, tkaniny jutowe, pakulane, lniane, bawełniane lub wigoniowe, tekstura azbestowa, folie metalowe lub z tworzyw sztucznych, welony z włókien szklanych. Najbardziej rozpowszechnione są papy asfaltowe na osnowie tekturowej. W ostatnich latach wprowadzono do produkcji papy na osnowie z tkanin technicznych, papy na osnowie z welonu szklanego, a także na folii aluminiowej powleczonej asfaltem.

Papę asfaltową z wkładką z tektury otrzymuje się przez nasycenie tekstury do wyrobu papy asfaltem, ewentualnie powleczenie obu stron masą asfaltową oraz posypanie posypką mineralną. W zależności od surowców użytych do wyrobu papy rozróżnia się cztery rodzaje papy asfaltowej:

1. izolacyjną

2. z obustronną powłoką niemineralizowaną

3. z obustronną powłoką mineralizowaną

4. specjalną S

Papy asfaltowe stosowane są jako spodnia lub wierzchnia warstwa pokrycia dachowego oraz jako materiał do izolacji przeciwwilgociowych i wodoszczelnych.

W zależności od gramatury tektury użytej do wyrobu wyróżnia się trzy odmiany papy: 320, 400 i 500.

Metody badania asfaltu

Zasady pobierania próbek

Próbki powinno się pobierać z jednego procenta opakowań, jednak nie mniej niż z dwóch rodzajów opakowań. Następnie z wybranych opakowań odrzuca się górną warstwę grubości co najmniej 5 cm, po czym zgłębnikiem pobiera się próbkę z całej warstwy produktu. Pobrane próbki miesza się, aby uzyskać produkt jednorodny, a następnie umieszcza się je w czystych słojach szklanych. Próbki należy przechowywać w pomieszczeniu chłodnym i ciemnym, zabezpieczonym od kurzu i opadów.

Oznaczanie penetracji

Metoda ta polega na określeniu głębokości zanurzenia się w badany asfalt igły penetracyjnej o średnicy 1mm pod obciążeniem 100 g w temperaturze 25^oC w czasie 5 s. Jednostka penetracji jest liczbą niemianowaną, odpowiadającą zanurzeniu się igły w badanej próbce na głębokość 0,1mm. Badanie to wykonuje się przy pomocy urządzenia zwanego penetrometrem.

Wyniki pomiarów:

30, 20, 27

Średnia arytmetyczna:

25,7

Z przeprowadzonych badań wynika, że jest to asfalt drogowy 20/30.

Oznaczanie temperatury mięknienia metodą „pierścienia i kuli”

Badanie polega na określeniu najmniejszej temperatury, w której mięknący asfalt przesunie się i dotknie podstawy aparatu pod ciężarem stalowej kulki. Na wypełnione pierścienie badanym asfaltem układa się normowe metalowe kulki. Następnie taki zestaw umieszczamy na aparacie „pierścień i kula” i całość podgrzewamy w zlewce z wodą. Szybkość przyrostu temperatury powinna wynosić około 5^oC/min. Za wynik przyjmujemy średnią arytmetyczną co najmniej dwóch oznaczeń.

Wynik z pierwszego oznaczenia: 62^oC

Wynik z drugiego oznaczenia: 64^oC

Ostateczny wynik: 63^oC

Badana temperatura mięknienia mieści się w zakresie temperatury mięknienia asfaltu drogowego 20/30.

Oznaczanie temperatury łamliwości

Badanie polega na oznaczeniu najmniejszej temperatury, w której zauważy się pierwszą rysę lub pęknięcie warstwy badanego asfaltu. Stalową płytkę z naniesioną warstwą badanego asfaltu oziębia się w aparacie Frassa i przeprowadza próby zginania.

Temperatura początkowa powinna być o 10^oC wyższa od przewidywanej temperatury łamliwości. Następnie temperaturę obniża się i płytkę przegina aż do określenia temperatury łamliwości. Podobnie jak w przypadku penetracji wynik powinien być średnią arytmetyczną co najmniej trzech pomiarów.

Oznaczanie ciągliwości

Badanie ma na celu określenie maksymalnej długości, do jakiej możliwe jest wyciągnięcie próbki bez zerwania. Próbka badanego asfaltu powinna być uformowana w postaci zbliżonej do ósemek zgodnie z przyjętymi wymiarami. Badanie ciągliwości wykonywane jest w duktylometrze. Polega ono na rozciąganiu próbki w wodzie o temperaturze 25^oC z szybkością 5 cm/min. Gęstość badanego asfaltu powinna odpowiadać gęstości cieczy, w której jest zanurzony. Jeżeli badany asfalt ma gęstość większą od wody, należy do wody w dyktylometrze dodać chlorku sodowego lub gliceryny. W odwrotnym przypadku trzeba dodać alkoholu etylowego. Należy zanotować położenie wskazówki duktylometru w chwili rozerwania próbki. Za wynik powinno się przyjąć średnią arytmetyczną co najmniej trzech pomiarów.

Metody badania papy asfaltowej

Sprawdzanie giętkości

Celem tego badania jest rozpoznanie giętkości papy. Należy je przeprowadzać na klockach (np. metalowych) lub na pręcie. Temperatura badania oraz średnice klocków powinny być określone przez normy przedmiotowe. Próbki przeznaczone do badania giętkości należy przechowywać wraz z klockami lub prętami w następujący sposób:

- w wodzie o temperaturze 20^o C przez 10 -15 min;

- w wodzie o temperaturze 4^o C przez około 30 min;

- w wodzie z lodem 0^o C przez około 30 min;

Czas pomiaru od chwil wyjęcia próbek z wody nie powinien być dłuższy niż 15 s. Próbkę po wyjęciu z wody należy wygiąć jednokrotnie dookoła pręta lub klocka i dokonać obserwacji powierzchni wierzchniej. Wynik badania należy uznać za dodatni, jeżeli co najmniej trzy badane próbki nie wykazały widocznych rys i pęknięć.

Sprawdzanie odporności na działanie podwyższonej temperatury

Badanie to sprawdza odporność papy na wysokie temperatury. Przeprowadza się je na sześciu próbkach, które należy zawiesić w kierunku dłuższej krawędzi w suszarce ogrzanej do stałej temperatury(ok. 70^o C) Po upływie dwóch godzin próbki należy wyjąć z suszarki i opisać ewentualne zmiany wyglądu zewnętrznego. Jeżeli 5 z 6 badanych próbek nie wykaże ujemnych zmian, określonych w odpowiednich normach, wynik sprawdzenia należy uznać za dodatni.

Po zadaniu 6 pasków o rozmiarach 5x10cm, nie zaobserwowano żadnych zgrubień, ani zacieków.

Sprawdzenie wytrzymałości na rozerwanie

Papa jest materiałem, który ze względu na sposób użytkowania musi mieć dużą wytrzymałość na rozerwanie. Wytrzymałość tą bada się w następujący sposób: próbki w liczbie 10 sztuk należy poddać 4 godzinnej klimatyzacji w temperaturze 20^o C. Przy zakładaniu próbek do aparatu zrywającego, należy pasek papy umocować w uchwytach szczękowych tak, aby step szczęk wynosił 200 mm. Obciążenie zrywanej próbki przy badaniu powinno wzrastać równomiernie, szybkość rozciągania powinna wynosić 40mm/min. Wartość wytrzymałości na rozrywanie należy obliczyć w kiloniutonach, jako średnią arytmetyczną.

Wytrzymałość na rozerwanie wynosi 330N (0,33kN).

Sprawdzenie wydłużenia przy rozerwaniu

Badanie to sprawdza stopień wydłużenia próbki papy ulegającej rozerwaniu. Doświadczenie należy przeprowadzić podczas sprawdzania obciążenia zrywającego w chwili rozerwania się lub naderwania paska (cofnięcie wskazówki dynamometru), odczytując na skali przyrost długości próbki ∆L. Wydłużenie jednostkowe ξ należy obliczyć ze wzoru.

gdzie: ∆L - przyrost długości w chwili rozerwania się lub naderwania paska [mm].

L - pierwotna długość próbki między zaciskami maszyny [mm].

∆L=11mm

L=200mm

Sprawdzanie przesiąkliwości

Badanie to polega na sprawdzeniu przesiąkliwości próbki papy. Przeprowadza się je przyrządem, który pokazano na poniższym rysunku. Do rury 1, średnicy wewnętrznej 52,5 mm i długości 500 - 2000 m, szczelnie przymocowany jest pierścień 2 średnicy zewnętrznej 165 mm i grubości 6 - 8 mm. Na wysokości około 80 mm nad pierścieniem znajduje się wygięta rurka 3 średnicy 5 -10 mm, w której szczelnie umieszczona jest szklana cechowana rurka 5 do określania poziomu cieczy w rurze 1. do pierścienia 2 przymocowany jest za pomocą trzech śrub 8 pierścień 6 o średnicach zewnętrznej i wewnętrznej, równych odpowiednio średnicom górnego pierścienia. Miedzy obydwa pierścienie wkłada się dwie uszczelki gumowe7 o wewnętrznej średnicy około 53 mm i grubości 3 - 5 mm. Sprawdzanie należy wykonać następująco, 3 próbki umieszcza się oddzielnie pomiędzy gumowymi uszczelkami przyrządu. Od spodu próbki umieszcza się krążek z bibuły do sączenia. O włożeniu do przyrządu próbki wraz z uszczelkami, zaciska się ją równomiernie trzema śrubami (tak by nie uszkodzić próbki). Do rury przyrządu nalewa się wodę do wysokości określonej w normie. Po upływie określonego czasu, obserwuje się czy badana papa wykazała przeciek widoczny w postaci plam na bibułce. Wynik należy uznać za dodatni, jeżeli wszystkie badane próbki spełniają wymagania.

Wyniki badań

Zestawienie uzyskanych wyników z oznaczeń cech papy asfaltowej, wierzchniego krycia, na tekturze budowlanej, jednowarstwowo mineralizowanej - W/400/1200.

Lp.	Oznaczenie		Wynik oznaczenia	Wymagania według normy PN-B-04615:1990
1	Giętkość	w temp. 20 ± 2^oC	Brak pęknięć	Niedopuszczalne powstawanie na zewnętrznej stronie rys i pęknięć
				w temp.0 ± 2^oC	-	Próba przy przeginaniu na półobwodzie klocka o średnicy 50 [mm] - Niedopuszczalne powstawanie na zewnętrznej stronie rys i pęknięć
2	Odporność na działanie temperatury 70 ± 2^oC		Nie tworzą się zgrubienia oraz zacieki	Niedopuszczalne tworzenie się zgrubień oraz pojawienie się ściekania masy
3	Przesiąkliwość	Przy działaniu wody w ciągu 72 h	-	Przy działaniu słupa wody wysokości 500 [mm] - Niedopuszczalna
				Przy działaniu wody w ciągu 100 h	-	Przy działaniu słupa wody wysokości 500 [mm] - Niedopuszczalna
4	Siła zrywająca przy rozciąganiu, w N		330N	Siła zrywająca nie mniejsza niż 315 N
5	Wydłużenie przy zrywaniu, w %		5,5%	Wydłużenie nie powinno być mniejsze niż 2%

Wnioski

Badana papa asfaltowa spełnia wymagania normowe, jest rozciągliwa (5,5%), ma dużą wytrzymałość na zrywanie, jest odporna na działanie temperatury oraz giętka. Nadaje się do stosowania w budownictwie i jest to papa wierzchniego krycia.

Zestawienie uzyskanych wyników z oznaczeń cech asfaltu 20/30

Lp.	Oznaczenie	Wynik oznaczenia	Wymagania według normy PN-EN 12591:2002
1	Penetracja w 25^oC, stopień penertacji 0.1 mm	25,7	Dla asfaltu 20/30 stopień penetracji od 20 do 30
2	Temperatura mięknienia wg Pik, ^oC	63^oC	W granicach 55^oC - 63^oC
3	Temperatura łamliwości, ^oC	-	-

Wnioski

Asfalt pod względem zarówno penetracji oraz temperatury mięknienia możemy zakwalifikować do asfaltu drogowego 20/30.

5

---