Instrukcja do laboratorium „Materiały budowlane”

Ćwiczenie 10

IIBZ

- 1 -

ĆWICZENIE 10

MATERIAŁY BITUMICZNE

10.1. WPROWADZENIE

Tab. 10.1. Cechy techniczne asfaltów

Rodzaj asfaltu

Lp. Właściwość Metoda

badania

20/30 35/50 50/70 70/100 100/150 160/220 250/330

Właściwości obligatoryjne

1

Penetracja w 25

o

C

0,1 mm

PN-EN

1426 20-30 35-50 50-70 70-100 100-150 160-220 250-330

2

Temperatura mięknienia,

o

C

PN-EN

1427 55-63

50-58

46-54

43-51 39-47 35-43 30-38

3

Temperatura zapłonu,
nie mniej niż

o

C

PN-EN

22592

240

240

230

230 230 220 220

4

Zawartość składników
rozpuszczalnych,
nie mniej niż
% m/m

PN-EN

12592

99

99

99

99 99 99 99

5

Zmiana masy po starzeniu
(ubytek lub przyrost),
nie więcej niż
% m/m

PN-EN

12607-1

0,5

0,5

0,5

0,8 0,8 1,0 1,0

6

Pozostała penetracja po
starzeniu,
nie mniej niż
%

PN-EN

1426

55

53

50

46 43 37 35

7

Temperatura mięknienia
po starzeniu,
nie mniej niż

o

C

PN-EN

1427

57

52

48

45 41 37 32

Właściwości specjalne krajowe

8

Zawartość parafiny,
nie więcej niż
%

PN-EN

12606-1

2,2

2,2

2,2

2,2 2,2 2,2 2,2

9

Wzrost temperatury
mięknienia po starzeniu,
nie więcej niż

o

C

PN-EN

1427 8 8 9 9 10 11 11

10

Temperatura łamliwości,
nie więcej niż

o

C

PN-EN

12593 - -5 -8 -10 -12 -15 -16

10.2. POMIAR PENETRACJI ASFALTÓW

Penetracja asfaltów jest to konsystencja wyrażona jako głębokość (w dziesiętnych

częściach milimetra), na jaką wnika pionowo w próbkę badanego asfaltu igła, w określonych
warunkach temperatury, obciążenia i czasu obciążenia. Jednostką penetracji (stopień
penetracji) jest liczba niemianowana odpowiadająca zagłębieniu 0,1 mm igły penetracyjnej.

Pomiar przeprowadza się w penetrometrze automatycznym lub ręcznym (rys. 10.1).

Penetracja próbki jest mierzona przy użyciu standardowej igły w ustalonych warunkach

Instrukcja do laboratorium „Materiały budowlane”

Ćwiczenie 10

IIBZ

- 2 -

oznaczania. W przypadku penetracji do 500 x 0,1 mm, stosowanymi parametrami oznaczania
są: temperatura 25

o

C, obciążenie 100g, czas trwania obciążenia 5 s. W przypadku penetracji

powyżej 500 x 0,1 mm temperatura jest obniżona do 15

o

C, natomiast parametry oznaczania,

tj. obciążenie i czas trwania obciążenia pozostają niezmienione.
Podstawowe

części penetrometru to:

metalowy statyw z podstawą, ruchomy stolik
osadzony na śrubach, imadła do regulowania
początkowego położenia igły oraz tarczy, igła
penetracyjna ze stali niekorodującej, hartowanej o
polerowanej powierzchni, tarcza ze skalą o 360
podziałkach i strzałką rejestrującą położenie igły
penetracyjnej, lusterko ruchome przymocowane
do statywu.
Penetrometr powinien zapewniać
następujące warunki pomiaru:

 poziome położenie próbki badanego as-

faltu;

 pionowy ruch sworznia bez tarcia w usta-

lonym czasie;

 sumaryczną masę sworznia, igły i obciąż-

nika wynoszącą 100 g;

 pomiar do 420 jednostek na penetrometrze

automatycznym oraz do 360 jednostek na ręcznym.

Aby zapewnić utrzymanie stałej temperatury potrzebna
jest łaźnia wodna o objętości co najmniej 10 l i
zapewniająca utrzymanie temperatury badanej próbki z
dokładnością do ± 0,1

o

C. Można także użyć małej

przenośnej łaźni do badań wykonywanych poza łaźnią. Łaźnia ta powinna mieć objętość co najmniej
350 ml i powinna zapewnić całkowite przykrycie wodą naczynka penetracyjnego.

Przygotowanie próbki. Należy pobrać minimum 100 g asfaltu z próbki laboratoryjnej i
przenieść ja do odpowiedniego pojemnika. Materiał podgrzać do temperatury od 80

o

C do

90

o

C wyższej od przewidywanej temperatury mięknienia. Napełnić czyste (wolne od kurzu,

zatłuszczeń i rdzy) naczynko penetracyjne do takiego poziomu, aby po oziębieniu badanej
próbki do temperatury pomiaru, wysokość warstwy próbki była co najmniej o 10 mm większa
niż głębokość, do której przewiduje się zagłębienie igły. Naczynko penetracyjne,
cylindryczne metalowe lub szklane z płaskim dnem o wymiarach podanych w tablicy 10.2.:

Tab. 10.2. Zalecane wymiary naczynek penetracyjnych.

Penetracja (p) (0,1 mm)

Wewnętrzna głębokość (mm)

Wewnętrzna średnica (mm)

p < 200

35

55

200≤p<350 45

70

350≤p<500 60

70

W przypadku penetracji mniejszych niż 100 x 0,1 mm wysokość pierścienia powinna wynosić
20 mm ± 1 mm. W przypadku penetracji od 100 x 0,1 mm do 200 x 0,1 mm wysokość
pierścienia powinna wynosić 30 mm ± 1 mm. Bezpośrednio po napełnieniu naczynko
penetracyjne nakryć luźno dowolnym naczyniem, np. zlewką odpowiednich rozmiarów.
Temperatura chłodzenia próbek 15

o

C

 30

o

C:

 próbki o wysokości warstwy ≤ 45 mm – czas chłodzenia 60  90 min, (obj. < 180 ml);
 próbki o wysokości warstwy 45  60 mm – czas chłodzenia 90  120 min (obj. < 180 ml);

Rys. 10.1. Penetrometr igłowy.

Instrukcja do laboratorium „Materiały budowlane”

Ćwiczenie 10

IIBZ

- 3 -

 próbki o wysokości warstwy 45  60 mm – czas chłodzenia 60  120 min (obj. ≥ 180 ml);

licząc na każde 100 ml próbki.

Następnie próbkę umieścić w łaźni o ustalonej temperaturze na taki czas, jaki został użyty do
chłodzenia próbki i rozpocząć badanie.

Przygotowanie penetrometru do pomiaru polega na sprawdzeniu, czy ruch sworznia nie
powoduje tarcia. W przypadku stosowania automatycznego penetrometru sprawdzić, czy
wyłącznik działa prawidłowo (tzn. czy wyłącza się dokładnie, np. w piątej sekundzie).
Sprawdzić, czy wartość sumarycznej masy sworznia, igły i obciążnika wynosi 100,0 ± 0,1 g.

Wykonanie pomiaru Po upływie czasu potrzebnego na przygotowanie próbki umieścić
naczynko penetracyjne na stanowisku badawczym, powoli opuścić igłę, aby jej koniec ściśle
pokrył się z jej odbitym obrazem na powierzchni próbki. Dopilnować aby pozycja zerowa
igły została odnotowana. Szybko zwolnić sworzeń na określony czas. Wykonać co najmniej
trzy ważne pomiary na powierzchni próbki do badań za pomocą trzech oddzielnych igieł, w
punktach umieszczonych nie bliżej niż 10 mm od brzegu naczynka i oddalonych od siebie nie
mniej niż 10 mm. Do każdego oznaczenia należy użyć czystej igły. Jeśli penetracja jest
większa niż 100 x 0,1 mm pozostawić wszystkie igły w badanej próbce, aż wszystkie pomiary
nie będą zakończone. W przypadku, gdy badanie wykonywane jest poza łaźnią i trzy pomiary
nie mogą być wykonane w czasie 2 minut, przenieść badaną próbkę i małą łaźnię do łaźni
wodnej i powtórzyć oznaczenie. Do badań wykonywanych w temperaturze 25

o

C z

zastosowaniem całkowitego obciążenia 100 g i w czasie trwania 5 s, należy przyjąć trzy
pomiary, których wyniki nie przekraczają wartości z tabeli:

Tab. 10.3. Dopuszczalne różnice między największym i najmniejszym wynikiem penetracji.

Penetracja w 0,1 mm

do 49

od 50 do 149

od 150 do 249 250 i powyżej

Maksymalne różnice

pomiędzy wynikiem

największym i najmniejszym

2 4 6 8

Jeżeli zostały przekroczone odpowiednie maksymalne różnice, wyniki odrzucić i powtórzyć
badanie z użyciem drugiego naczynka z próbką do badań. Badanie powtarzać aż do uzyskania
dla tej samej próbki do badań 3 ważnych pomiarów.

Wynik pomiaru.

Tab. 10.4. Wymagania dotyczące wyników penetracji.

Warunki oznaczania

Penetracja w 0,1 mm

Powtarzalność r

Odtwarzalność R

25

o

C

100 g

5 s

< 50
≥ 50

2

4% wart. średniej

3

6% wart. średniej

15

o

C

100 g

5 s

≥ 50

5% wart. średniej 8%

wart.

średniej

5

o

C

200 g

60 s

< 50
≥ 50

2

9% wart. średniej

4

13% wart. średniej

Instrukcja do laboratorium „Materiały budowlane”

Ćwiczenie 10

IIBZ

- 4 -

Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczną wyników otrzymanych dla prawidłowo
prowadzonych pomiarów, wyrażonych w dziesiętnych milimetra i zaokrąglonych do
najbliższej liczby całkowitej.

Normy przedmiotowe: PN-EN 1426:2009.

Instrukcja do laboratorium „Materiały budowlane”

Ćwiczenie 10

IIBZ

- 5 -

Grupa LP - ………/zespół ………

Data……………

1. …………………………
2. …………………………
3. …………………………
4. …………………………

Ćwiczenie 10

POMIAR PENETRACJI ASFALTU

Temperatura

pomiaru

Wartość

penetracji

Wartość średnia

penetracji

Nr

pomiaru

C

0,1 mm

0,1 mm

1

2

3

4

5

…………………

…

Wnioski:

…………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………