4.4.3.3 Зважують три наважки проби від 60 г до 80 г кожна - неактивованого чи активованого порошку (для трьох паралельних визначень).
4.4.4 Методика та правила проведення випробування
Нижню частину форми розміщують на піддоні, зважують із точністю до плюс, мінус 0,5 г. Після чого на нижню частину форми встановлюють верхню частину.
Підготовлену до випробування наважку проби порошку порціями масою від 60 г до 80 г переносять у зібрану форму, заповнюють її. Порошок у формі пошарово розподіляють і штикують ножем чи шпателем. Об'єм мінерального порошку V, см3, повинен дорівнювати від 100 см3 (плюс, мінус 5 см3). Потім мінеральний порошок злегка притискають вкладишем. Форму з мінеральним порошком установлюють на нижню плиту преса. Ущільнююче навантаження поступово доводять до величини 40 МПа (400 кгс/см2) і витримують навантаження протягом 3 хв, після чого навантаження знімають. Форму разом із вкладишем і піддоном переносять на металевий лист або піддон.
Вкладиш і верхню частину форми знімають. Надлишок мінерального порошку над нижньою робочою частиною форми зрізують ножем або металевою лінійкою, зовнішні стінки форми і піддона очищають м'яким пензлем.
Нижню частину форми з піддоном і ущільненим мінеральним порошком зважують із точністю до плюс, мінус 0,5 г.
4.4.5 Правила опрацювання результатів
Середню густину мінерального порошку ρт, г/см3, розраховують із точністю до 0,01 г/см3 за формулою:
де т - маса нижньої частини форми з піддоном та ущільненим мінеральним порошком, г;
т1- маса нижньої частини форми з піддоном, г;
V - об'єм мінерального порошку, що дорівнює 100 см3.
4.4.6 Правила оформлювання результатів та допустима похибка
За величину середньої густини мінерального порошку приймають округлене до другого десяткового знака середнє арифметичне значення результатів трьох визначень.
Розбіжність між результатами трьох визначень величин середньої густини мінерального порошку не повинна бути більше ніж 0,02 г/см3.
4.5 Визначення пористості мінерального порошку при ущільненні 40 МПа за об'ємом
Суть методу полягає у визначенні пористості, яку розраховують на основі попередньо встановлених показників дійсної густини згідно з 4.3 та середньої густини порошку згідно з 4.4.
4.5.1 Правила опрацювання результатів
Пористість мінерального порошку визначають розрахунком.
Пористість Vnop у відсотках за об'ємом розраховують за формулою:
де ρ - дійсна густина мінерального порошку, г/см3;
ρт- середня густина мінерального порошку, г/см3.
4.5.2 Правила оформлювання результатів
Результат випробувань пористості мінерального порошку розраховують із точністю до першого десяткового знака.
4.6 Визначення набрякання зразків із суміші порошку з бітумом
Суть методу полягає у визначенні приросту об'єму зразка після насичення його водою. За величину набрякання зразків із суміші мінерального порошку з бітумом приймають збільшення їх об'єму після насичення водою у вакуум-приладі і наступного витримування у гарячій воді.
Набрякання виражають у відсотках від початкового об'єму зразка суміші мінерального порошку з бітумом, яке визначає показник якості - залишкова пористість від 5 % до 6 % за об'ємом.
4.6.1 Засоби та допоміжні пристрої, реактиви
Форма металева для виготовлення ущільнених зразків;
Ваги лабораторні електронні чи лабораторні важільні згідно з ГОСТ 24104 із пристосуванням для гідростатичного зважування та без пристосування або ваги лабораторні важільні згідно з ГОСТ 29329;
Прес гідравлічний або механічний із навантаженням не менше ніж 30 кН (3 тс) згідно з ГОСТ 28840, пристрій для витискування зразків із форми;
Шафа сушильна з терморегулятором, що забезпечує температуру до 250 °С згідно з ДСТУ 3462;
Термометр хімічний ртутний скляний з ціною поділки шкали 1 °С згідно з ГОСТ 400;
Вакуум-прилад;
Мішалка лабораторна, що призначена для змішування асфальтобетонних сумішей;
Сито із стандартного набору сит згідно з ГОСТ 6613 (ГОСТ 3514) з квадратними отворами розміром 1,25 мм;
Ступка порцелянова;
Посудини ємністю від 0,5 л до 1,5 л та від 2,0 л до 3,0 л; Лабораторний посуд застосовують згідно з 4.1.8.2; Чашка металева;
Бітум нафтовий дорожній в'язкий згідно з ДСТУ 4044 марок БНД 60/90 або БНД 90/130 попередньо зневоднений.
4.6.1.1 Вимоги до форм
Розміри форм металевих для виготовлення ущільнених зразків наведені на рисунку 2 та у таблиці 1 з урахуванням допустимих відхилів від номінальних розмірів згідно з ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801).
Вимоги до матеріалу, робочих поверхонь форм, вкладишів визначають згідно з ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801).
Вибір розмірів форми залежить від маси проби порошку, який випробовують. Орієнтовна кількість (на один зразок) суміші мінерального порошку з бітумом, якою наповнюють форму, наведена у таблиці 1.
Рисунок 2 - Форма для виготовлення зразків
Таблиця 1
|
Розміри форм, мм |
Площа зразка, см2 |
Орієнтовна кількість суміші мінерального порошку з бітумом на один зразок, г |
||||
|
d |
Н |
h1 |
h2 |
5 |
||
|
50,5 |
130 |
80 |
50 |
10 |
20 |
від 200 г до 240 г |
|
25,2 |
70 |
35 |
35 |
10 |
5 |
від 26 г до 32 г |
4.6.2 Правила готування до випробування
Відбирають необхідну кількість середніх проб згідно з 4.1.1-4.1.6. Маса кожної проби залежить від ємності лабораторної мішалки для виготовлення суміші з урахуванням розміру форми згідно з таблицею 1.
Проби просівають крізь сито з отворами розміром 1,25 мм, після чого прожарюють за температури 250 °С (як правило -протягом 3 годин), охолоджують до кімнатної температури.
Визначають дійсну густину бітуму нафтового дорожнього в'язкого згідно з ГОСТ 3900.
4.6.2.1 Залежно від розміру форми, що застосовують для випробування згідно з таблицею, від ємності лабораторної мішалки для перемішування суміші з підготовленої проби мінерального порошку беруть наважку масою 100 г чи від 1000 г до 3000 г. Наважку поміщають у металеву чашку і нагрівають:
активований порошок за температури від 135 °С до 140 °С;
неактивований та з відходів промисловості порошок за температури від 150 °С до 160 °С.
4.6.2.2 Виготовляють суміш мінерального порошку з бітумом для формування зразків, які мають залишкову пористість від 5 % до 6 % за об'ємом, наступним чином.
У нагріту наважку проби мінерального порошку вводять нагрітий за температури від 140 °С до 150 °С бітум залежно від марок (БНД 60/90 або БНД 90/130) згідно з ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801).
Кількість бітуму по відношенню до маси мінерального порошку беруть таким, щоб залишкова пористість зразків суміші була в межах від 5 % до 6 % за об'ємом.
Орієнтовна кількість бітуму, відсоток від маси мінерального порошку (понад 100 %), становить:
для активованих порошків - від 8 до 14;
для неактивованих порошків - від 13 до 18.
Орієнтовний вміст бітуму у суміші мінерального порошку може бути визначений шляхом розрахунку згідно з 4.6.3.4.
Мінеральний порошок інтенсивно перемішують із бітумом вручну (металевою ложкою) протягом від 5 до 6 хв (до досягнення однорідності суміші порошку з бітумом, яку оцінюють візуально).
Потім суміш поміщають у лабораторну мішалку і більш ретельно перемішують протягом від 3 хв до 4 хв.
Допускається приготування суміші вручну.
Отриману суміш поміщають у металеву чашку. Чашку розміщують у сушильній шафі, де згідно з ДСТУ Б В.2.7-89 (ГОСТ 12801) підтримують температуру, яка залежить від марки бітуму.
З суміші мінерального порошку з розрахованим орієнтовним вмістом бітуму формують зразки, що виготовляють у металевій формі, яка відповідає вимогам 4.6.1.1. Для уточнення необхідного співвідношення мінерального порошку та бітуму з суміші послідовно готують:
- три зразки з (3-4) складами сумішей з різною кількістю бітуму, змінюючи його вміст на (0,3-0,5) % - для випробування згідно з 4.6.3.1-4.6.3.3;
- три зразки одного складу суміші -для випробування згідно з 4.6.3.4.
Форму і вкладиш нагрівають за температури від 80 °С до 100 °С у сушильній шафі та злегка протирають гасом чи машинним мартилом.
Зважують наважки проби суміші порошку з бітумом - масою від 26 г до 32 г або від 200 г до 240 г залежно від розмірів форми (таблиця 1). Форму зі вставленим нижнім вкладишем наповнюють попередньо зваженою сумішшю порошку з бітумом. Суміш пошарово розподіляють і штикують. Форму з сумішшю встановлюють на нижню плиту преса, при цьому і нижній і верхній вкладиші повинні виступати з форми на (1,0-1,5) см. Верхню плиту преса підводять до зіткнення з верхнім вкладишем і включають електромотор преса; навантаження на суміш плавно доводять до 10 МПА (100 кгс/см2) і витримують суміш під цим навантаженням потягом 3 хв. Потім навантаження знімають і зразок витискують із форми за допомогою пристрою.
Зразки випробовують на наступний день після виготовлення. Зразки з дефектами у вигляді обламаних кромок бракують.
4.6.3 Методика та правила проведення випробування визначення набрякання зразків із суміші порошку з бітумом, яка має залишкову пористість від 5 % до 6 % за об'ємом
4.6.3.1 Визначення середньої густини зразків із суміші мінерального порошку з бітумом, які мають залишкову пористість від 5 % до б % за об'ємом.
Три зразки, виготовлені відповідно до 4.6.2.2, витирають м'якою тканиною або фільтрувальним папером, очищають від зайвих налиплих частинок суміші, зважують із точністю до 0,01 г на повітрі та у воді, температура якої становить від 18 °С до 22 °С.
Середню густину зразків суміші мінерального порошку з бітумом , г/см3, розраховують із точністю до 0,01 г/см3 за формулою:
де т - результат зважування зразка на повітрі, г;
ρв - середня густина води, що дорівнює 1 г/ см3;
т1- результат зважування зразка у воді, г.
За величину середньої густини зразків суміші мінерального порошку з бітумом приймають середнє арифметичне значення результатів визначень показників трьох зразків. Розбіжність між результатами паралельних визначень не повинна перевищувати 0,02 г/см3.
4.6.3.2 Визначення дійсної густини зразків із суміші мінерального порошку з бітумом, які мають залишкову пористість від 5 % до 6 % за об'ємом
Визначення дійсної густини зразків із суміші мінерального порошку з бітумом розраховують на основі попередньо встановлених дійсної густини мінерального порошку згідно з 4.3 і дійсної густини бітуму згідно з 4.6.2 та їх масових співвідношень у суміші.
Дійсну густину зразків суміші мінерального порошку з бітумом ρА, г/см3, розраховують із точністю до 0,01 г/см3 за формулою:
де тм- масова частка мінерального порошку у суміші мінерального порошку з бітумом, % (приймають за 100 %);
тб- масова частка бітуму у суміші мінерального порошку з бітумом, % (понад 100 % від маси мінерального порошку);
ρ - дійсна густина мінерального порошку, г/см3;
ρБ - дійсна густина бітуму, г/см3.
4.6.3.3 Визначення залишкової пористості зразків
Залишкову пористість зразків із суміші порошку з бітумом розраховують на підставі попередньо встановлених середньої густини зразків згідно з 4.6.3.1 та дійсної густини суміші мінерального порошку з бітумом згідно з 4.6.3.2.
4.6.3.3.1 Правила опрацювання результатів
Залишкову пористість у відсотках за об'ємом розраховують із точністю до 0,1 % за формулою:
4.6.3.3.2 Правила оформлювання результатів
Результат випробувань визначення залишкової пористості зразків із суміші порошку з бітумом розраховують із точністю до першого десяткового знака.
На основі отриманих даних будують графік залежності показників залишкової пористості від вмісту бітуму у суміші мінерального порошку з бітумом (приклад побудови графіка наведений на рисунку 3). За графіком визначають кількість бітуму Бпор у відсотках до маси мінерального порошку (масу порошку приймають за 100 %) при заданому показнику залишкової пористості Vnop зразків із суміші.
Рисунок 3 - Визначення необхідної кількості бітуму у співвідношенні до маси мінерального порошку при заданій залишковій пористості суміші
4.6.3.4 Методика та правила проведення випробування із застосуванням прискореного експериментально-розрахункового методу визначення вмісту бітуму у складі суміші з мінеральним порошком для одержання залишкової пористості зразків від 5 % до 6 % за об'ємом
Застосування прискореного методу передбачає встановлення орієнтовного вмісту бітуму за формулою 13. Для цього формують три зразки з орієнтовним вмістом бітуму у суміші мінерального порошку з бітумом згідно з 4.6.2.2 та визначають показники властивостей зразків, а також вихідних матеріалів цих зразків.
Орієнтовний вміст бітуму у складі суміші з мінеральним порошком для одержання показників залишкової пористості суміші від 5 % до 6 % визначають за формулою:
Залишкову пористість зразків із суміші порошку з бітумом розраховують згідно з 4.6.3.3. Якщо залишкова пористість зразків із суміші мінеральною порошку з бітумом відрізняється від 5 % до 6 % за об'ємом, треба додатково визначити кількість бітуму для одержання цих показників залишкової пористості зразків.
4.6.3.4.1 Правила опрацювання результатів
Залишкову пористість зразків Vnop у відсотках за об'ємом розраховують із точністю до 0,1 % за формулою 12.
