Пенетрация нефтяного битума

Битум - один из незаменимых составляющих строительства. Гидрофобные свойства материала позволяют ему выполнять функцию гидроизоляции, а адгезионные свойства делают популярным в строительстве автодорог и производстве материалов для кровли.

Битум - сложная смесь углеводов гетероорганических соединений разнообразного строения, которая не выкипает при температурах перегонки нефти [1]. Технические свойства можно охарактеризовать условными показателями качества, определяющимися в стандартных условиях. Существует множество методов, позволяющих определить свойства и консистенцию битумов, устанавливая ее зависимость от вязкости. Показатели, характеризующие свойства твердых битумов [2]:

• 1.    Пенетрация показатель проникновения стандартной иглы;

• 2.    Температура размягчения – температура плавления битума;

• 3.    Дуктильность – растяжимость битума в нить;

• 4.    Температура хрупкости.

К этим характеризующим свойства битума показателям можно также отнести адгезию, поверхностное натяжение на границе раздела фаз, тепловые, оптические и диэлектрические свойства, потеря массы и изменение пенетрации после нагрева и другие показатели.

Одним из этих показателей является: пенетрация, которую мы рассмотрим в данной работе. Как уже было ранее сказано, это глубина проникания стандартной иглы прибора «Пенетрометра» в битум. Найденные показатели делятся на стандарты, которые в свою очередь подразделяются на марки. По марке можно определить область применения битума и показатели его качества.

Испытание методом пенетрации ставит целью определение свойств битума для дальнейшего его использования по установленным техническим свойствам. Проведем экспериментальный опыт пенетрации битума для определения его марки по вязкости, методом определения глубины проникания иглы в битум. Для опыта будем использовать стандартный прибор – пенетрометр.

Рис.1 «Прибор Пенетрометр»

Схема прибора: 1 – столик; 2 – игла; 3 – Зажимное устройство; 4 – иглодержатель; 5 – циферблат; 6 – стрелка; 7 – штанга; 8 – кронштейн; 9 – штатив; 10 – зеркало; 11 – подставка.

Проведение испытания. Сначала битум обезвоживается и плавится для проведения эксперимента. Далее он заливается в металлическую чашку, На расстоянии 5мм до верхнего края. После битум охлаждается до температуры в18°С. Далее чаша с битумом помещается в термостат при температуре 25±0,5°С и выдерживается там 1ч до эксперимента. Затем чашку с образцом вынимается из термостата и переносится в кристаллизатор, наполненный водой температуры 25°С, который ставят на столик пенетрометра. Минимальная толщина слоя воды над битумом - 10мм. Острие иглы подводится к поверхности битума. Затем штанга к верхнему краю иглодержателя, а стрелка на циферблате помечается в таблицу. Нажимаем на кнопку зажимного устройства, включаем секундомер. Через 5 с кнопку отпускают. После этого штанга снова опускается до соприкосновения с иглодержателем. При этом стрелка пенетрометра отобразит глубину погружения иглы в 0,1мм. После каждого погружения иглу нужно очистить от битума. Глубину погружения иглы определяем 3 раза в разных точках образца, не слишком далеко друг от друга. Среднее арифметическое полученных значений даст глубину погружения иглы для данной пробы битума [3]. Результат следует округлить до целого числа градусов пенетрации. Максимальный порог допустимого расхождения - 3 % от среднего арифметического. После определения глубины проникания иглы в битум сравним полученное значение с требованиями стандарта и делаем вывод о марке битума сопоставляя с найденными показателями.

Табл.1 «Резул ьтаты показ ателей пенетрации»

Полученное в ходе экспериментального опыта значение позволяет нам сделать вывод, что битум по показателю пенетрации соответствует марке БН70/30. Данный битум используется в качестве гидроизоляции строительных материалов благодаря хорошими адгезионными и гидрофобными свойствами.