4.11.4. Обработка результатов
По результатам испытаний вычисляют коэффициент водостойкости асфальтобетона (дегтебетона) после длительного водонасыщения по формуле
где - предел прочности асфальтобетона (дегтебетона) при сжатии после насыщения водой в течение 15 сут при температуре (202)°С, МПа (кгс/см);
- предел прочности сухих образцов асфальтобетона (дегтебетона) при сжатии при температуре (202)°С, МПа (кгс/см).
4.12. Определение состава асфальтобетона (дегтебетона) и смеси
Метод предусматривает определение зернового состава минеральной части асфальтобетона (дегтебетона) или смеси и содержания в них вяжущего.
4.12.1. Определение содержания битума или дегтя методом экстрагирования
4.12.1.1. Аппаратура, материалы и реактивы
Весы лабораторные равноплечие 4-го класса точности по ГОСТ 24104-88.
Насадка стеклянная лабораторная для экстрагирования типа Сокслет по ГОСТ 23932-90, ГОСТ 25336-82.
Колба по ГОСТ 23932-90, ГОСТ 25336-82.
Песчаная баня.
Обратный холодильник по ГОСТ 23932-90, ГОСТ 25336-82.
Сушильный шкаф.
Фарфоровая чашка по ГОСТ 9147-80.
Водяная баня.
Фильтровальная бумага по ГОСТ 12026-76.
Вата по ГОСТ 5556-81.
Растворители:
для битума - хлороформ по ГОСТ 20015-88, спиртохлороформ (20% спирта по ГОСТ 17299-78, 80% хлороформа), спиртобензол (20% спирта, 80% бензола по ГОСТ 5955-75), четыреххлористый углерод по ГОСТ 20288-74, трихлорэтилен по ГОСТ 9976-83 и др.;
для дегтя - толуол по ГОСТ 5789-78.
4.12.1.2. Отбор образцов
Навеску смеси для экстрагирования берут по п. 3.8.
4.12.1.3. Подготовка к испытанию
Из трех-четырех слоев фильтровальной бумаги готовят цилиндрический патрон диаметром не более диаметра горла экстракционной насадки. Патрон с одной стороны закрепляют (завязывают), высушивают вместе с небольшим кусочком ваты в сушильном шкафу до постоянной массы и взвешивают.
Патрон наполняют смесью или измельченным асфальтобетоном (дегтебетоном) из вырубки (керна), закрывают ватой, снова взвешивают с погрешностью 0,01 г и помещают в экстракционную насадку 2 (черт. 8). Патрон, заложенный в насадку, должен быть на 1 см ниже уровня сифона. К верхней части насадки присоединяют холодильник 1, а к нижней - колбу с растворителем 3.
Черт. 8
4.12.1.4. Проведение испытания
Колбу с растворителем нагревают на песчаной бане до температуры кипения растворителя. Конденсирующиеся в холодильнике пары растворителя, непрерывно стекая на смесь, растворяют вяжущее и извлекают его из смеси. После заполнения экстрактора растворитель переливается в колбу по сифонной трубке.
Извлечение вяжущего продолжают до исчезновения окраски растворителя, собирающегося в экстракционной насадке.
Извлеченный из насадки патрон высушивают в сушильном шкафу при температуре 50-60°С до постоянных результатов взвешивания.
4.12.1.5. Обработка результатов
Массовую долю вяжущего в смеси или асфальтобетоне (дегтебетоне) из покрытия вычисляют с погрешностью до 0,1% по формулам:
- при дозировке вяжущего, включенного в 100% состава асфальтобетона
- при дозировке вяжущего сверх 100% минеральной части асфальтобетона
где - масса высушенного патрона (с ватой), г;
- масса патрона с ватой и асфальтобетонной смесью до экстрагирования, г;
- масса патрона с ватой и минеральным остатком после экстрагирования и высушивания, г.
Массовую долю дегтя в смеси или дегтебетоне из покрытия в процентах следует пересчитать с учетом содержания веществ, нерастворимых в толуоле, по формуле
где - количество дегтя, экстрагированного из образца (,);
- содержание веществ, нерастворимых в толуоле, согласно паспорту на данную партию дегтя, % по массе.
Если наиболее мелкие частицы минерального материала смеси проходят в экстракт, то его нужно осторожно слить из колбы и остаток промыть новым количеством растворителя до исчезновения окраски и высушить. Количество мелких частиц, прошедших через гильзу, определяют как разность между массой чашки с остатком и массой пустой чашки. Вычисленную массу мелких частиц прибавляют к массе минерального остатка, полученного после извлечения вяжущего.
Содержание вяжущего определяют по результатам двух параллельных испытаний. Расхождение между результатами параллельных определений не должно быть более 0,2% (по абсолютной величине).
4.12.2. Определение зернового состава минеральной части смеси после экстрагирования
4.12.2.1. Аппаратура
Набор сит с отверстиями диаметром 40, 20, 15, 5, 2,5 мм и сетками № 125; 063; 0315; 014; 0071 по ГОСТ 6613-86.
Весы лабораторные равноплечие 4-го класса точности по ГОСТ 24104-88.
Сушильный шкаф.
Фарфоровая чашка диаметром 15-25 см по ГОСТ 9147-80.
Пестик с резиновым наконечником.
Сосуд вместимостью 6-10 л.
4.12.2.2. Проведение испытания и обработка результатов
Пробу минеральной части смеси, оставшуюся после экстрагирования по п. 4.12.1, взвешивают с погрешностью 0,1 г, затем помещают в фарфоровую чашку, носик которой снизу смазан вазелином, заливают небольшим количеством воды и растирают в течение 2-3 мин пестиком с резиновым наконечником.
Воду со взвешенными в ней частицами сливают через сито с сеткой № 0071, установленное над сосудом. Оставшиеся в чашке частицы вновь заливают чистой водой, растирают и воду снова сливают.
Последовательное растирание частиц и сливание мутной воды продолжают до тех пор, пока вода не станет прозрачной. Окончив промывание, оставшиеся на сите частицы минерального материала крупнее 0,071 мм переносят в фарфоровую чашку с остатком. Оставшуюся в чашке воду осторожно сливают, а затем чашку ставят в сушильный шкаф для высушивания остатка минерального материала до постоянной массы при температуре 105-110°С.
Промывание и растирание минерального материала непосредственно на сите с сеткой № 0071 не допускается.
Высушенную колбу минерального материала просеивают через набор сит, начиная с сита с наибольшим диаметром отверстий (выбранным в зависимости от вида смеси) и кончая ситом с сеткой № 0071.
Перед окончанием просеивания для проверки каждое сито вручную интенсивно встряхивают в течение 1 мин над листом бумаги. Просеивание считают законченным при следующих условиях:
- если на бумаге не будет частиц, прошедших через сито с отверстиями размером 2,5 мм и более;
- если масса частиц, прошедших через сита с отверстиями размером 1,25 и 0,63 мм, не превышает 0,05 г, а прошедших через сита с отверстиями размером 0,315, 0,14 и 0,071 мм - 0,02 г.
Остаток на каждом сите взвешивают и определяют частные остатки на ситах в процентах по отношению к массе просеиваемой навески (погрешность определения 0,1%).
Количество зерен менее 0,071 мм в процентах определяют вычитанием из 100% суммы остатков на остальных ситах.
За результат испытания принимают среднее арифметическое двух определений. Расхождение между результатами параллельных определений на одном сите не должно быть более 2% (от общей массы навески). Массовая доля потерь материала при рассеве не должна превышать 2% от взятой навески.
4.13. Определение состава асфальтобетонных смесей ускоренным методом
Ускоренным методом разрешается пользоваться при контроле качества приготовления только асфальтобетонных смесей.
4.13.1. Метод I (отмывка растворителем)
4.13.1.1. Аппаратура, материалы и реактивы
Весы лабораторные равноплечие 4-го класса точности по ГОСТ 24104-88.
Металлический стакан высотой 15 см, диаметром 10 см с герметически закрывающейся крышкой.
Набор сит с поддоном. Вместимость поддона - не менее 2,5 л. Диаметры отверстий сит 15; 10; 5; 2,5 мм, сетки № 125, 063, 0315, 014, 0,071 по ГОСТ 6613-86.
Сушильный шкаф.
Фарфоровые чашки диаметром 15-25 см по ГОСТ 9147-80.
Стеклянный мерный (градуированный) цилиндр вместимостью 0,5-1 л по ГОСТ 1770-74.
Химический стакан вместимостью 2,5 л по ГОСТ 1770-74.
Резиновая груша.
Ложка металлическая.
Пипетка стеклянная вместимостью 50 см.
Песчаная баня электрическая.
Кристаллизатор диаметром 30-40 см по ГОСТ 23932-90, ГОСТ 25336-82.
Растворитель - керосин.
4.13.1.2. Подготовка к испытанию
Предварительно взвешенную с погрешностью 0,01 г пробу асфальтобетонной смеси, вырубку или керн из покрытия помещают в сушильный шкаф и нагревают до температуры 70-80°С, комки тщательно размельчают ложкой (шпателем). В зависимости от максимального размера зерен смеси величина навески должна быть не менее:
500 г - для песчаной асфальтобетонной смеси;
1000 г - для мелко- и крупнозернистой смеси.
В химический стакан отмеряют 1,5-2,0 л растворителя (в зависимости от вида смеси).
4.13.1.3. Проведение испытания и обработка результатов
Размельченную навеску смеси переносят в металлический стакан и заливают растворителем (керосином). Уровень растворителя над смесью должен быть не менее 1 см. Стакан герметически закрывают крышкой и интенсивно встряхивают (вручную или механически) в течение 10-15 мин. Полученный раствор битума с взвешенными частицами минерального материала (главным образом минерального порошка) оставляют в спокойном состоянии на 10 мин, а затем сливают через сита в поддон. Оставшуюся в стакане часть смеси заливают вторично свежей порцией растворителя, повторно встряхивают и через 10 мин снова сливают раствор через сита. Оставшийся в стакане материал заливают третьей порцией растворителя, тщательно размешивают ложкой и снова сливают раствор через сита. Промывку повторяют еще 2-3 раза и затем все содержимое стакана переносят на сита. Диаметр отверстий верхнего сита в наборе должен соответствовать максимальному размеру частиц минерального материала в асфальтобетонной смеси.
При определении полного фракционного состава минеральной части смеси берут полный набор сит с отверстиями размерами, предусмотренными требованиями к зерновому составу минеральной части данной асфальтобетонной смеси. Если нет необходимости определять содержание всех фракций, ограничиваются двумя ситами: с отверстиями диаметром 5 мм и сеткой № 0071 - для мелко- и крупнозернистого асфальтобетона или сетками № 125 и 0071 - для песчаного асфальтобетона. Минеральный материал на ситах промывают растворителем до исчезновения окраски, затем остаток с каждого сита переносят в отдельную фарфоровую чашку и высушивают на песчаной бане до постоянной массы. Сита высушивают, а оставшиеся на каждом сите частицы счищают волосяной кистью и присоединяют к соответствующей фракции минерального материала.
Минеральный материал фракций 5-0,071 и 1,25-0,071 мм после высушивания переносят на сито № 0071 и дополнительно отсеивают оставшиеся зерна мельче 0,071 мм.
Каждую фракцию взвешивают и вычисляют сумму всех фракций в граммах по формуле
где - содержание каждой фракции, г.
Содержание каждой фракции по отношению к минеральной части асфальтобетона в процентах по массе вычисляют по формуле
где - содержание битума в асфальтобетонной смеси, г;
- навеска асфальтобетонной смеси, г.
Для определения содержания битума раствор его в керосине вместе со взвешенными в нем частицами минерального материла тщательно перемешивают, переливают в кристаллизатор (диаметром 30-40 см) и оставляют в спокойном состоянии на 1 ч. Затем из кристаллизатора с глубины 3-5 мм от поверхности пипеткой отбирают 50 см раствора и переносят его в фарфоровую чашку. Остатки раствора в пипетке смывают в чашку чистым растворителем. Остатки растворителя удаляют выпариванием на песчаной бане с температурой 150-160°С при определении содержания вязкого битума и 100-120°С - жидкого битума (классов МГ и МГО). Выпаривание прекращают, когда разность между двумя взвешиваниями не превышает 0,05 г.
Примечание. Указанным методом нельзя пользоваться при определении содержания разжиженных битумов.
Для определения объема растворителя, расходуемого на извлечение битума из асфальтобетонной смеси, растворитель отмеряют градуированным цилиндром и наливают его в химический стакан. Растворитель, расходуемый на промывку асфальтобетонной смеси, отбирают из стакана резиновой грушей, если не весь отмеренный растворитель израсходован на промывку, то количество оставшегося растворителя замеряют. Объем растворителя, израсходованного на извлечение битума, определяют по разнице объемов первоначально взятого и оставшегося растворителя.
Примечание. Если первоначально отмеренное количество растворителя недостаточно для промывки асфальтобетонной смеси, то в тот же стакан отмеряют дополнительно 1-1,5 л растворителя.
Количество битума в граммах определяют по формуле
где - объем растворителя, израсходованный на извлечение битума из асфальтобетонной смеси, см;
- объем раствора битума, отобранный пипеткой, см;
- масса фарфоровой чашки с битумом после выпаривания растворителя, г;
- масса фарфоровой чашки, г;
- истинная плотность битума (при расчете принимают равной 1,0 г/см).
Массовую долю битума в асфальтобетонной смеси или асфальтобетоне в процентах вычисляют по формулам:
- при дозировке битума, включенного в 100% состава асфальтобетона
где - навеска асфальтобетонной смеси, г;
- при дозировке битума сверх 100% минеральной части асфальтобетона
