Нефтяные битумы представляют собой материалы черного или темно-коричневого цвета – смесь высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных. При нормальной температуре нефтяные битумы – вязко пластичные или твердые вещества. При повышении температуры они размягчаются и становятся текучими, жидкими материалами. При понижении температуры вязкость их увеличивается, они становятся твердыми и хрупкими.
Битумы применяются в качестве вяжущего при приготовление асфальтобетонной смеси, битумных эмульсий, получения кровельных и гидроизоляционных материалов, гидроизоляции в общестроительных работах и др.
Различают несколько видов нефтяных битумов:
– дорожные,
– строительные,
– кровельные,
– изоляционные,
– специальные.
В зависимости от вязкости при нормальной температуре битумы разделяют на твердые, вязкие и жидкие.
В зависимости от глубины проникания иглы при 25 оС вязкие дорожные нефтяные битумы подразделяются на следующие марки: БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130, БНД 130/200, БНД 200/300, БН 60/90, БН 90/130, 130/200, БН 200/300.
Глубина проникания характеризует вязкость битума, то есть способность сопротивляться прониканию в него другого, более твердого тела. Вязкость битумов определяют на специальном приборе – пенетрометре по глубине проникания иглы в битум при определенной температуре. Для дорожных битумов глубину проникания определяют при 25 оС и 0 оС.
Пенетрометры в основном состоят из основания и стойки, на которой крепится шкала со стрелкой, приводящаяся в движение кремальерой. На нижнем кронштейне пенетрометров закреплён неподвижный стержень, который удерживается пусковой кнопкой с грузом и иглой. При нажатии на кнопку стержень свободно опускается вниз. Масса подвижной части составляет 100гр при определении пенетрации при 25 оС и 200г при 0 оС.
Перед началом испытания битум нагревают до подвижного состояния, при наличии влаги его обезвоживают путем нагрева до температуры на 90 °С выше температуры размягчения, но не выше 180 °С (для дорожных битумов - не выше 160 °С) при осторожном перемешивании, избегая местных перегревов. Время нагревания битума при указанных условиях не должно превышать 30 мин.
Затем его наливают в небольшую медную чашечку диаметром 5,5 см и высотой 4 см и охлаждают на воздухе при 18-30 °С, предохраняя образец от пыли. Продолжительность охлаждения 60-90 мин при испытании битума с глубиной проникания иглы до 250 и 90-120 мин с глубиной проникания иглы более 250.
Затем чашку с битумом помещают в воду с температурой 25 °С (0 оС) и выдерживают при этой температуре 1 ч (колебания температуры воды в ванне не должны превышать ±0,1°С).
После того как битум приобрёл температуру воды (25 оС или 0 оС), чашку с образцом битума вынимают из бани для термостатирования и помещают в плоскодонный сосуд вместимостью не менее 0,5 дм, наполненный водой так, чтобы высота жидкости над поверхностью битума была не менее 10 мм, температура воды в сосуде должна соответствовать температуре испытания.
Сосуд устанавливают на столбик пенетрометра и подводят острие иглы к поверхности битума так, чтобы игла слегка касалась ее.
Правильность подведения иглы к поверхности битума проверяют с помощью зеркальца при освещении поверхности образца источником направленного холодного света.
Доводят кремальеру до верхней площадки плунжера, несущего иглу, и устанавливают стрелку на ноль или отмечают ее положение, после чего одновременно включают секундомер и нажимают кнопку пенетрометра, давая игле свободно входить в испытуемый образец в течение 5 с, при определении пенетрации для 25 оС (60 с при 0 оС), по истечении которых отпускают кнопку. После этого доводят кремальеру вновь до верхней площадки плунжера с иглой и отмечают показание пенетрометра.
Если пенетрометр полуавтоматический, то устанавливают шкалу или стрелку на ноль и приводят в действие механизм, который по истечении 5 с (60 с) выключается сам.
Пенетрометр автоматический для нефтепродуктов (битумов) Линтел ПН-20
Показателем пенетрации служит число делений шкалы (цена деления 0,1 мм).
Опыт повторяют не менее трех раз, опуская иглу в различных точках поверхности образца битума, отстоящих от краев чашки и друг от друга не менее чем на 10 мм. После каждого погружения иглу очищают от битума бензином и насухо вытирают. Среднее из трех определений дает величину пенетрации битума. Расхождение между результатами отдельных (параллельных) испытаний не должно превышать 5% величины меньшего из них.
Очень важно во время проведения опыта строго следить за температурой воды, в которой находится битум, подливая горячую воду для поддержания температуры 25°С.
Показатель глубины проникания характеризует основное свойство битума – вязкость – и входит в обозначение марки всех видов битумов.
