Spis treści:

I. Asfalty

1. Ogólna charakterystyka asfaltów

2. Zakres badań:

a) Penetracja

b) Temperatura mięknienia a

c) Ciągliwość

d) Temperatura łamliwości

3. Opis wykonywanych badań:

a) Penetracja

b) Oznaczanie temperatury mięknienia metodą „pierścienia i kuli”

4. Wyniki pomiarów

5. Ocena wyników

II. Papy asfaltowe

1. Ogólna charakterystyka pap asfaltowych

2. Zakres badań:

a) Sprawdzenie giętkości

b) Sprawdzanie przesiąkliwości

c) Sprawdzanie odporności na działanie podwyższonej temperatury

d) Sprawdzenie wytrzymałości na rozerwanie

e) Sprawdzenie wydłużenia przy rozerwaniu

3. Opis wykonywanych badań:

a) giętkość

b) przesiąkliwość

c) odporności na działanie podwyższonej temperatury

d) wytrzymałość na rozerwanie

e) wydłużenie przy rozerwaniu

I. Asfalt

1. Materiał pochodzenia naturalnego (asfalt naturalny) lub otrzymywanym jako jedna z frakcji przerobu ropy naftowej (asfalt ponaftowy), konsystencji półpłynnej lub stałej. Jest on układem koloidalnym o dużej trwałości, składającym się z dwóch faz: rozproszonej (asfalteny) i rozpraszającej (oleje). Jest stosowany do budowy nawierzchni dróg, do produkcji papy oraz jako materiał izolacyjny. Jest to mieszanina wielkocząsteczkowych węglowodorów łańcuchowych, cyklicznych oraz związków heterocyklicznych. O jakości asfaltu decyduje jego temperatura mięknienia, ciągliwość, stopień penetracji, łamliwość. Należy do tak zwanych bitumin.

2.

a) Penetracja asfaltu(PN-ENI426:2001):

polega na tym, że mierzy się głębokość, na jaką zanurza się w badanym asfalcie igła penetracyjna (średnica 1 mm), pod obciążeniem 100g w temperaturze 25°C w ciągu 5s. Jednostką penetracji jest liczba niemianowana odpowiadająca zagłębieniu 0,1 mm igły penetracyjnej. Do pomiaru wielkości penetracji używa się penetrometru (rys. 1). Za wyniki przyjmuje się średnią arytmetyczną wyniki co najmniej trzech pomiarów (z dokładnością do jedności).

Opis Budowy penetrometru:

1. Igła penetracyjna

2. Tarcza ze skalą ( 0-360 Pen)

3. Przycisk zwalniający igłę

Rys. 1

b)Temperatura mięknienia asfaltów (metoda „pierścienia i kuli”):

Polega na ogrzaniu badanego asfaltu do temperatury, w której mięknący asfalt pod ciężarem stalowej kulki przesunie się i dotknie podstawy aparatu (rys. 2). Temperaturę tę przyjmuje się jako temperaturę mięknienia badanego asfaltu. Oznaczenie wykonuje się przez napełnienie pierścieni badanym asfaltem, na którym układa się normowe metalowe kulki. Następnie cały zestaw podgrzewa się tak że szybkość przyrostu temperatury wynosi 5 C°/s. Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczną wyników co najmniej dwóch oznaczeń.

Opis budowy aparatu „pierścienia i kuli”

1. Pierścień napełniony asfaltem

2. Zlewka szklana

3. kulki stalowe (wymiary w mm)

Rys. 2

c)Ciągliwość asfaltów:

Polega na określeniu maksymalnej długości w cm do jakiej da się bez zerwania wyciągną próbkę w dyktylometrze (Rys.3). Próbkę asfaltu uformowana w postaci zbliżonej do ósemek (Rys.4) jest rozciągana w wodzie (w dyktylometrze) o temp. 25°C z szybkością 5 cm/min. Kąpiel tę preparuje się tak by jej gęstość była równa gęstości asfaltu. Jeżeli badany asfalt ma gęstość większą od wody to należy do niej doda chlorku sodowego lub gliceryny, gdy jest odwrotnie to do wody dodajemy alkoholu etylowego. Obserwując próbkę asfaltu należy Rys.4

zanotować położenie wskazówki dyktylometru w chwili rozerwani próbki asfaltu. Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczną co najmniej 3 pomiarów.

d) Temperatura łamliwości asfaltów:

Polega na oziębieniu w aparacie Frassa (Rys.5) płytki stalowej z naniesioną warstwą badanego asfaltu i przeprowadzeniu prób zginania. Początkowa temperatura jest o 10°C wyższa od przewidywanej temperatury łamliwości. Następnie temperaturę obniża się i płytkę stalową przegina aż do uzyskania temperatury w której zauważa się pierwszą rysę lub pęknięcie warstwy badanego asfaltu. Za wynik należy przyjąć średnią arytmetyczna co najmniej 3 pomiarów. Wynik należy poda z dokładnością do 1°C.

Rys.5

3.

a) Penetracja:

w celu sprawdzenia stopnia penetracji asfaltu wykonano pomiary danej próbki przy użyciu urządzenia zwanego penetrometrem. Przygotowaną uprzednio próbkę składającą się z asfaltu umieszczonego w naczyniu z wodą (temp. Próbki 25^oC) umiejscowiono pod igła penetrometru, tak że jej końcówka była tuż nad powierzchnią asfaltu. Następnie uruchomiono urządzenie o po 5 sekundach dokonano odczytu. Czynność powtórzono trzykrotnie uzyskując następujące wyniki:

p1 - 57,3

p2 - 58

p3 - 57

b)Oznaczanie temperatury mięknienia metodą „pierścienia i kuli”:

Do wykonania doświadczenia użyto aparatu „pierścienia i kuli”. Na podstawce umiejscowiono pierścień wypełniony asfaltem na nim, metalową kulkę. Następnie podstawkę wraz z próbką umieszczono w zlewce napełnionej wodą. Rozpoczęto podgrzewanie aparatury. Przy temperaturze 63^oC kulka przebiła warstwę asfaltu i opadła na dno.

4. Wyniki pomiarów:

Lp.	Oznaczenia	Wynik oznaczania
1	Penetracja w 25^oC 0.1mm	57,43
2	Temperatura mięknienia wg. PiK,^oC	63

5.Ocena wyników:

Cechy techniczne asfaltów drogowych wg.PN-EN 12591:2002

Na podstawie analizy tabeli oraz otrzymanych wyników stwierdzamy iż do badania „Penetracji” otrzymaliśmy próbkę asfaltu o gatunku 20/30 natomiast do badania „Temperatury mięknienia” otrzymaliśmy próbkę asfaltu o gatunku 50/70.

II Papy asfaltowe

1. Materiał budowlany stosowany do wykonywania izolacji przeciwwilgociowych i przeciwwodnych elementów budynku lub budowli (izolacje fundamentów, posadzek, ścian piwnic i pokryć dachowych). Otrzymywany przez nasączenie masą asfaltową lub smołową osnowy z tektury lub welonu z włókna szklanego lub poliestrowego. W przypadku używania papy na powierzchnie zewnętrzne, narażone na działanie promieni słonecznych i innych czynników pogodowych, stosuje się papę z posypką mineralną na wierzchniej warstwie. Tego typu papy wierzchnie bywają ostatecznym pokryciem poziomych dachów np. hal produkcyjnych, bloków mieszkalnych itp. Spotyka się także papy specjalne np. z wkładką z folii metalowych, odporne na wrastanie korzeni. Obecnie coraz częściej stosuje się papy z innych materiałów, np. z elastycznych tworzyw sztucznych. O jakości pap asfaltowych decyduje ich giętkość, odporność na działanie temperatury, przesiąkliwość, wartość siły zrywające oraz wydłużenie przy zrywaniu.

2.

a) Sprawdzenie giętkości papy:

Należy przeprowadzić na klockach(np. metalowych o wymiarach podanych na

(rys. 6 ) lub na pręcie o równoważnej średnicy. Temperatura badania oraz średnice klocków - według norm przedmiotowych. Przeznaczone do sprawdzenia giętkości próbki jednostkowe w liczbie 4 sztuk (dla każdej temperatury przewidzianej w normie przedmiotowej) należy przechowywać wraz z klockami lub prętami o podanych średnicach w następujący sposób:

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

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

- w wodzie z lodem o temperaturze 0°C przez około 30 min.

Czas pomiaru od chwili wyjścia próbek z wody nie powinien być dłuższy niż 15 s. Próbkę po wyjściu z wody należy wygiąć jednokrotnie dookoła półobwodu pręta lub klocka i dokonać okiem nieuzbrojonym obserwacji powierzchni

wierzchniej. W przypadku badania papy z wierzchnią warstwą

z folii należy obserwować powierzchnie spodnią próbki. Wynik badania należy uznać za dodatni, jeżeli co najmniej trzy badane próbki nie wykazały widocznych rys i pęknięć.

b) Sprawdzanie przesiąkliwości przeprowadza się przyrządem (rys. 7) . Do rury l, średnicy wewnętrznej 52,5 mm i długości 500-2000 mm, szczelnie przymocowany jest pierścień 2 o średnicy zewnętrznej 165 mm i grubości 678 mm. Dolna powierzchnia pierścienia jest oszlifowana i wypolerowana. 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. Górna powierzchnia dolnego pierścienia powinna by oszlifowana i wypolerowana. Miedzy obydwa pierścienie wkłada się dwie uszczelki gumowe 7 o wewnętrznej średnicy około 53 mm i grubości 375 mm. Trzy nóżki stanowiące podstawę przyrządu przymocowane są do dolnego pierścienia. Sprawdzenie należy wykonać następująco: próbki jednostkowe w liczbie 3 sztuk umieszcza się oddzielnie miedzy gumowymi uszczelkami przyrządu. Od spodu próbki umieszcza się, przed założeniem uszczelki, krążek bibuły do sączenia, tak aby przylegał szczelnie do papy. Po włożeniu do przyrządu próbki wraz z uszczelkami zaciska się ja równomiernie trzema śrubami dla uzyskania dobrej szczelności, lecz nie za silnie, tylko lak aby nie uszkodzić badanej próbki. Rys.7

Do rury przyrządu ostrożnie nalewa się wodę do wysokości określonej w odpowiedniej normie przedmiotowej, Po upływie czasu określonego w odpowiedniej normie przedmiotowej obserwuje się, czy badana papa wykazała przeciek, widoczny w postaci plam występujących na bibule. Wynik należy uznać za dodatni, jeżeli wszystkie badane próbki spełniają wymagania.

c) Sprawdzanie odporności na działanie podwyższonej temperatury:

przeprowadza się je na sześciu próbkach jednostkowych (trzy z kierunku podłużnego i trzy z kierunku poprzecznego), które należy swobodnie zawiesić w kierunku dłuższej krawędzi .W suszarce ogrzanej do stałej temperatury, podanej w normie przedmiotowej. Po upływie 2h, próbki należy wyjąć z suszarki i po ostygnięciu opisać ewentualne zmiany wyglądu zewnętrznego papy (spływanie masy powłokowej, pęcherze, zgrubienia itp.)

Jeżeli pięć z sześciu badanych próbek nie wykaże w wyglądzie zewnętrznym ujemnych zmian określonych w normach przedmiotowych wynik sprawdzenia należy uzna za dodatni.

d) Sprawdzenie wytrzymałości na rozerwanie:

Próbki w liczbie 10 sztuk (5z kierunku poprzecznego i 5 z kierunku podłużnego) należy poddać 4-godzinnej klimatyzacji w temperaturze 20C. Przy badaniu pap izolacyjnych wilgotność względna w czasie klimatyzacji próbek powinna wynosić około 65%. Przy zakładaniu próbek do aparatu zrywającego należy pasek papy

umocować w uchwytach szczękowych, tak aby odstęp szczęk wynosił 200 mm. Obciążenie sprawdzanej próbki przy rozrywaniu powinno wzrastać równomiernie; szybkość rozciągania powinna wynosić 40 mm/min. W przypadku rozerwania się próbki w odległości mniejszej lub równej 2 cm od zacisku należy dokonać ponownego pomiaru na nowej próbce. Wartość wytrzymałości na rozrywanie należy obliczyć w kiloniutonach, jako średnią arytmetyczną, oddzielnie dla próbek z kierunku podłużnego i oddzielnie dla próbek z kierunku poprzecznego.

e) Sprawdzenie wydłużenia przy rozerwaniu:

Należy przeprowadzać podczas sprawdzania obciążenia zrywającego, w chwili rozerwania się lub naderwania paska (cofniecie wskazówki dynamometru), odczytując na skali przyrost długości próbki ∆L Wydłużenie jednostkowe E należy Obliczyc ze wzoru:

E=(∆L/L)*100%

Wydłużenie należy obliczyc jako średnia arytmetyczna oddzielnie dla próbek z kierunku podłużnego i poprzecznego.

3.

a)Giętkość:

W celu wykonania doświadczenia użyto metalowego pręta o średnicy 15mm . Przeznaczone do sprawdzenia giętkości próbki jednostkowe w liczbie 4 sztuk o wymiarach 5x20 (dla każdej temperatury przewidzianej w normie przedmiotowej), należy przechowywać wraz z klockami lub prętami o podanych średnicach w następujący sposób:

• w wodzie o temperaturze 20^oC przez 10-15 minut;

• w wodzie o temperaturze 4^oC przez około 30 minut;

• w wodzie z lodem o temperaturze 0^oC przez około 30 minut

Próbkę po wyjęciu z wody w ciągu 15 sekund wygięto jednokrotnie dookoła pręta i dokonano obserwacji powierzchni zewnętrznej.

b) Sprawdzenie przesiąkliwości papy:

W celu wykonania doświadczenia użyto aparatu do oznaczenia przesiąkliwości papy.

Badaną próbkę umieszczono pomiędzy uszczelkami a poniżej ulokowano bibułkę. Następnie urządzenie napełniono słupem wody o wysokości 0,5m i pozostawiono na czas 72h, następnie sprawdzono stan bibułki(obecność na niej wody).

c) Sprawdzenie odporności na działanie podwyższonej temperatury:

W suszarce ogrzanej do stałej do stałej temperatury umieszczono 6 próbek (3 z kierunku podłużnego i 3 z kierunku poprzecznego) o wymiarach 5x10 następnie pozostawiono je na okres 2 godzin, aby następnie ocenić ewentualne zmiany wyglądu zewnętrznego papy.

(spływ masy powłokowej, pęcherze, zgubienia itp.)

d) Sprawdzenie wytrzymałości na rozrywanie:

10 próbek papy (5 z kierunku podłużnego i 5 z kierunku poprzecznego) o wymiarach 5x25 poddano 4h klimatyzacji w temperaturze 20^oC następnie wszystkie próbki zbadano przy użyciu aparatu zrywającego w następujący sposób:

pasek papek papy umocowano w uchwytach szczękowych (tak aby odstęp szczęk wynosił 200mm)

Próbkę poddano obciążeniu wzrastającemu równomiernie z szybkością 40mm/min.

Doświadczenie zakończono w chwili przerwanie się próbki i zanotowano dane z aparatu (siła zrywająca i wydłużenie).

e) Sprawdzenie wydłużenia:

W celu sprawdzenia wydłużenia posłużono się danymi odczytanymi z aparatu zrywającego (wydłużenie), następnie dokonano stosownych obliczeń wg. Wzoru

E=(∆L/L) * 100%

∆L - przyrost długości w chwili zerwania się lub naderwania paska [mm]

L - przyrost długości między zaciskami maszyny [mm]

4. Wyniki pomiarów:

Lp.	Oznaczenia	Wynik oznaczania
1	Giętkość w temp. 20^oC	Brak rys i pęknięć
2	Odporność na działanie temp.70^oC	Brak widocznych zmian
3	Przesiąkliwość przy działaniu wody w ciągu 72h.	Brak
4	Siły zrywające przy rozciąganiu w N	330
5	Wydłużenie przy zrywaniu w %	4

5. Wnioski:

Cechy techniczne pap asfaltowych (na tekturze budowlanej)

Na podstawie analizy tabeli oraz otrzymanych wyników stwierdzamy iż badana próbka jest papą rodzaju wierzchniego krycia odmiany W/400/1200.

Politechnika Warszawska - Wydział Inżynierii Lądowej Katedra Inżynierii Materiałów Budowlanych
Sprawozdanie z ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu materiały budowlane
Temat: Badanie wybranych cech technicznych lepiszczy bitumicznych-asfalty, badanie wybranych cech technicznych wyrobów hydroizolacyjnych-papy
Nr ćwiczenia: 8		Data wykonania ćwiczenia: 05.03.2007
Zespół nr: 8 Michał Kacperowski Grzegorz Najdyhor Wojciech Pętelski Bartosz Waszczak	Grupa 4/	Rodzaj studiów: dzienne	Prowadzący: dr inż. Elżbieta Gantner
		Semestr II	Ocena:

---