POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

WYDZIAŁ BUDOWNICTWA I IN

Ż

YNIERII

Ś

RODOWISKA

Instrukcja do zaj

ęć

laboratoryjnych z przedmiotu:

MATERIAŁY BUDOWLANE

Ć

W I C Z E N I E NR 4 (4N)

Temat

ć

wiczenia: Lepiszcza bitumiczne – oznaczenie

temperatury

mi

ę

knienia

asfaltu;

oznaczanie penetracji asfaltu

Białystok 2008

Instrukcja nr 4

2

1. Wprowadzenie

1.1 Lepiszcza bitumiczne – organiczne materiały wi

ążą

ce, które dzi

ę

ki zjawiskom

fizycznym (adhezji i kohezji) zmieniaj

ą

konsystencj

ę

.

1.2 Podział lepiszczy bitumicznych ze wzgl

ę

du na pochodzenie:

1.2.1 asfaltowe

1.2.2 smołowe

1.3 Asfalty – stanowi

ą

mieszanin

ę

w

ę

glowodorów wielkocz

ą

steczkowych pochodzenia

naturalnego lub otrzymywanych z przeróbki ropy naftowej

1.4 Asfalty drogowe – ze wzgl

ę

du na zawarto

ść

parafiny dzielimy na dwa typy:

D – bezparafinowe (zaw. parafiny do 2%) i D

p

– parafinowe (zaw. parafiny do 3%).

1.5 Asfalty przemysłowe – stosowane jako masy powłokowe i impregnacyjne w

produkcji pap, jako składniki lepików, emulsji itp.

1.6 Płynne materiały bitumiczne stosowane do izolacji przeciwwilgociowych:

1.6.1. Emulsje asfaltowe – zawiesiny drobnych cz

ą

stek asfaltu o wielko

ś

ci < 10

µ

m w

wodzie wraz z emulgatorami (substancje uniemo

ż

liwiaj

ą

ce ł

ą

czenie si

ę

cz

ą

stek asfaltu

w wi

ę

ksze skupiska do których nale

żą

mydła sodowe, kwasy tłuszczowe) i

stabilizatorami.

Emulsje ze wzgl

ę

du na u

ż

yty emulgator dzielimy na:

- niejonowe (wolno wi

ążą

ce)

- anionowe (

ś

rednio wi

ążą

ce),

- kationowe (szybko wi

ążą

ce).

Stosowane s

ą

do wykonywania powłok przeciwwilgociowych układanych na podło

ż

a

betonowe, murowe, ceglane.

1.6.2. Asfaltowe pasty emulsyjne – trójfazowe układy koloidalne składaj

ą

ce si

ę

z

wody, asfaltu i glinki bentonitowej. Stosowane s

ą

do zacierania rys, p

ę

kni

ęć

,

wypełniania ubytków oraz wykonywania samono

ś

nych powłok przeciwwilgociowych.

1.6.3 Roztwory asfaltowe – otrzymywane przez rozpuszczenie asfaltu w szybko
schn

ą

cym rozpuszczalniku (np. benzynie). Konsystencja płynna (łatwo palna), daje

powłoki o gładkich powierzchniach.

1.6.4 Lepiki asfaltowe stosowane na zimno – stanowi

ą

mieszanin

ę

asfaltów,

wypełniaczy (w postaci m

ą

czki lub włókna), plastyfikatorów i rozpuszczalników (P –

konsystencji półciekłej i G – konsystencji g

ę

stoplastycznej).

1.6.5 Lepiki asfaltowe stosowane na gor

ą

co – stanowi

ą

mieszanin

ę

asfaltów,

wypełniaczy (lub bez wypełniaczy), plastyfikatorów; konsystencji plastycznej, barwy
czarnej.

Lepiki stosowane s

ą

do wykonywania pokry

ć

dachowych, ł

ą

czenia poszczególnych

warstw papy lub jako samoistne powłoki przeciwwilgociowe.

1.6.6 Masy asfaltowe:

a) masa

asfaltowo–aluminiowa

–

stosowana

do

górnej

warstwy

pokry

ć

antykorozyjnych, pokry

ć

dachowych (połysk szarosrebrzysty).

b) masa asfaltowo – kauczukowa – stosowana do gruntowania podło

ż

y, wykonywania

powłok przeciwwilgociowych, konserwacji pokry

ć

dachowych.

c) dyspersyjna masa asfaltowo – kauczukowa – stosowana na zimno do wykonywania

izolacji wodochronnych i do gruntowania podło

ż

y.

d) masa zalewowa – stosowana do wypełniania spoin poziomych:

Instrukcja nr 4

3

o szeroko

ś

ci 1 ÷ 4 cm (odmiana 1),

o szeroko

ś

ci do 0,5 cm (odmiana 2).

e) kit asfaltowy – stosowany do wypełniania szczelin dylatacyjnych (np. AB120 KF).

1.7 Oznaczenia wykonywane na asfaltach:

•

oznaczenie penetracji

•

oznaczenie temperatury mi

ę

knienia

•

oznaczenie ci

ą

gliwo

ś

ci

•

oznaczenie temperatury łamliwo

ś

ci

2. Oznaczanie temperatury mi

ę

knienia asfaltu metod

ą

,,PIER

Ś

CIENIA I KULI’’

2.1

Oprzyrz

ą

dowanie stanowiska badawczego:

1) Aparat do pomiaru temp. mi

ę

knienia (aparat PK)

2) Pier

ś

cienie metalowe

3) Kulki stalowe
4) Zlewka szklana

ż

aroodporna

5) Termometr o zakresie do 100 °C
6) Maszynka elektryczna
7) naczynie z zimn

ą

wod

ą

8) Zlewka z roztworem mydła

2.2

Przygotowanie próbek badawczych:

•

na równym (wypoziomowanym) blacie kładziemy płytk

ę

szklan

ą

i powlekamy j

ą

roztworem płynnego mydła lub mieszaniny gliceryny z dekstryn

ą

,

•

na tak przygotowan

ą

płytk

ę

ustawiamy dwa metalowe pier

ś

cienie (kołnierzem

pier

ś

cienia do dołu), rys. 1a,

•

rozgrzewamy badany asfalt do stanu płynno

ś

ci (temperatura o 80-100˚C wy

ż

sza ni

ż

przypuszczalna temperatura mi

ę

knienia asfaltu),

•

wypełniamy asfaltem z niewielkim nadmiarem uprzednio przygotowane pier

ś

cienie

metalowe, rys. 1b,

•

pozostawiamy pier

ś

cienie z asfaltem na okres 1/2h w temperaturze +18˚C,

•

rozgrzanym no

ż

em (nó

ż

rozgrzewamy w roztworze mydła)

ś

cinamy nadmiar asfaltu

w próbce (równo z kraw

ę

dziami pier

ś

cieni), rys. 1c,

•

odwracamy próbki do góry nogami (kołnierz pier

ś

cienia w górze),

•

smarujemy kulki metalowe roztworem mydła, ustawiamy je na

ś

rodku próbki

(w pier

ś

cieniu) i lekko wciskamy (aby si

ę

nie stoczyły), rys. 1d.

2.3

Przygotowanie aparatu do bada

ń

•

Doln

ą

płytk

ę

aparatu smarujemy roztworem mydła.

2.4

Przebieg realizacji eksperymentu

•

wstawiamy przygotowane próbki do gniazd w górnej płycie aparatu

•

do zlewki wlewamy wody o temperaturze pokojowej do poziomu h,

•

trzymaj

ą

c aparat za uchwyty delikatnie wkładamy go do zlewki z wod

ą

(kulki nie

mog

ą

zmieni

ć

swego poło

ż

enia),

•

w centraln

ą

cz

ęść

przyrz

ą

du wstawiamy termometr tak, aby pojemnik z rt

ę

ci

ą

znajdował si

ę

na poziomie pier

ś

cieni,

•

zlewk

ę

ustawiamy na maszynce elektrycznej i podgrzewamy znajduj

ą

c

ą

si

ę

w niej

wod

ę

(przyrost temperatur +5±0,5°C na minut

ę

) – obserwujemy zachowanie si

ę

próbki,

Instrukcja nr 4

4

Na skutek wzrostu temperatury wody w zlewce asfalt w pier

ś

cieniach mi

ę

knie,

a obci

ąż

aj

ą

ce metalowe kulki powoduj

ą

wyciskanie asfaltu z pier

ś

cieni w postaci

sopelków.

•

odczytujemy na termometrze temperatur

ę

przy której sopelek asfaltu dotknie dolnej

płytki przyrz

ą

du (dla obu próbek). Wyniki pomiaru wpisujemy do tabeli

sprawozdania.

Ś

redni

ą

z dwóch odczytów przyjmujemy za temperatur

ę

mi

ę

kni

ę

cia

badanego asfaltu i wpisujemy do tabeli 1 sprawozdania,

•

po dokonaniu (drugiego) odczytu wyjmujemy termometr ze zlewki i chowamy do

osłonki,

•

wył

ą

czamy maszynk

ę

elektryczn

ą

,

•

wyjmujemy aparat ze zlewki i wkładamy w celu ochłodzenia do naczynia z zimn

ą

wod

ą

na okres 10 minut,

•

wyjmujemy aparat z naczynia z zimn

ą

wod

ą

, z asfaltu wyjmujemy metalowe kulki i

wycinamy no

ż

em asfalt z pier

ś

cieni, pier

ś

cienie i kulki oraz aparat (je

ż

eli uległ

zabrudzeniu asfaltem) przecieramy szmatk

ą

nas

ą

czon

ą

rozpuszczalnikiem

3.

POMIAR PENETRACJI ASFALTU

3.1

Oprzyrz

ą

dowanie stanowiska badawczego:

1) Penetrometr
2) Naczynko penetracyjne
3) Termostat
4) Termometr rt

ę

ciowy

5) Sitko o oczkach 0,8 mm

3.2

Przygotowanie próbki badawczej:

•

pobran

ą

próbk

ę

asfaltu umieszczamy w suszarce o temperaturze o 80÷100°C

wy

ż

szej od przewidzianej temperatury mi

ę

knienia badanego asfaltu ( nie wy

ż

szej ni

ż

180°C),

•

przez ogrzane sitko (# 0,8 mm) przecedzamy rozgrzany asfalt do naczynka

penetracyjnego i umieszczamy w suszarce o tej samej temperaturze na okres 30
minut,

•

wyjmujemy naczynko z suszarki i ostudzamy (w powietrzu) przez okres 1h do

temperatury +20±2°C,

•

ostudzone naczynko z asfaltem wstawiamy do wanienki z wod

ą

(na okres 1h)

o temperaturze wskazanej przez norm

ę

przedmiotow

ą

w której winien by

ć

przeprowadzany pomiar (warstwa wody nad asfaltem nie mniejsza ni

ż

10 mm).

3.3

Przygotowanie penetrometru do bada

ń

Zapozna

ć

si

ę

z procedur

ą

przygotowania penetrometru do bada

ń

(instrukcja

penetrometru).

3.4

Przebieg realizacji eksperymentu:

•

wanienk

ę

napełnion

ą

wod

ą

z umieszczonym wewn

ą

trz naczynkiem pomiarowym

wypełnionym asfaltem ustawiamy na stoliku aparatu ,

•

obracaj

ą

c koło podnosimy stolik do góry, a

ż

igła penetrometru dotknie powierzchni

asfaltu,

•

naciskamy (do oporu) wł

ą

cznik wciskowy co powoduje zwolnienie urz

ą

dzenia

przytrzymuj

ą

cego bolec i igła obci

ąż

ona bolcem wciskana jest w próbk

ę

asfaltu

przez 5 sekund. Po tym czasie nast

ę

puje automatyczne zatrzymanie (zablokowanie)

bolca,

•

na skali odczytujemy wielko

ść

zagł

ę

bienia igły w próbce asfaltu w stopniach

penetracji (1 stopie

ń

penetracji odpowiada zagł

ę

bieniu igły na 0,1 mm w próbk

ę

asfaltu),

Instrukcja nr 4

5

•

obracamy koło i opuszczamy stolik penetrometru,

•

odsuwamy naczynie z próbk

ą

asfaltu na bok (do brzegu wanienki),

•

szmatk

ą

zwil

ż

on

ą

w rozpuszczalniku przecieramy ko

ń

cówk

ę

igły,

•

wciskamy bolec w górne poło

ż

enie do wyzerowania skali,

•

przestawiamy naczynko z asfaltem pod igł

ę

penetrometru.

UWAGA: Odległo

ść

pomi

ę

dzy punktami pomiarowymi oraz punktami pomiarowymi a

ś

ciank

ą

naczynka pomiarowego nie powinna by

ć

mniejsza ni

ż

10 mm.

•

obrotem koła podnosimy stolik aparatu do góry, a

ż

igła zetknie si

ę

z powierzchni

ą

asfaltu,

•

wykonujemy nast

ę

pny pomiar (minimalna ilo

ść

pomiarów – 6),

•

wyniki pomiarów wpisujemy do tabeli sprawozdania z

ć

wiczenia.