Svrha općeprihvaćenih metoda ispitivanja kvalitete bitumena je utvrđivanje njihove konzistencije, čistoće i toplinske otpornosti. Za određivanje konzistencije predložene su mnoge metode za utvrđivanje njegove ovisnosti o viskoznosti. Bitumen se karakteriše i upoređuje stepenom fluidnosti na određenoj temperaturi ili temperaturom na kojoj se određuju određena svojstva.
Takvi pokazatelji koji karakteriziraju svojstva čvrstog bitumena uključuju dubinu prodiranja standardne igle (penetracija), temperaturu omekšavanja, istezanje u niti (duktilnost) i temperaturu lomljivosti. Ove studije, striktno govoreći, nisu ekvivalentne direktnom određivanju viskoznosti, ali imaju široku praktičnu primjenu jer omogućavaju brzu karakterizaciju konzistencije bitumena. Glavni pokazatelji koji karakteriziraju svojstva bitumena također uključuju adheziju, površinsku napetost na granici, koheziju, toplinska, optička i dielektrična svojstva. Uporedivi pokazatelji, osim toga, uključuju gubitak težine tokom zagrijavanja i promjene u penetraciji nakon njega, rastvorljivost u organskim rastvaračima, sadržaj pepela, tačku paljenja, gustinu i reološka svojstva.
Neki pokazatelji su određeni i za početni bitumen i za bitumen nakon zagrijavanja, koji simulira proces starenja. Standardi postavljaju određene vrijednosti pokazatelja kvalitete, koji odražavaju optimalni sastav bitumena. Ovaj sastav može biti različit za različite primjene bitumena.

Penetracija

Penetracija je pokazatelj koji karakterizira dubinu prodiranja tijela standardnog oblika u polutečne i polučvrste proizvode pod određenim režimom, koji određuje sposobnost ovog tijela da prodre u proizvod i da se proizvod odupre tom prodiranju. . Penetracija se određuje penetrometrom, čiji su dizajn i postupak ispitivanja dati u GOST 11501-78; Dubina penetracije igle je 0,1 mm po jedinici penetracije. Penetracija putnog naftnog bitumena različitih razreda na 25 ° C, opterećenje od 100 G, za 5 sekundi je 40-300 * 0,1 mm, a na 0 ° C, opterećenje od 200 G, za 60 sekundi - od 13 do 50 * 0,1 mm. Dakle, u zavisnosti od temperature, opterećenja i trajanja penetracije igle, vrednost penetracije se značajno menja. Stoga su uslovi za njegovo određivanje unaprijed određeni. Prodor posredno karakterizira stupanj tvrdoće bitumena. Što je veća penetracija bitumena pri datoj temperaturi omekšavanja i pri datoj penetraciji - temperaturi omekšavanja bitumena, to je veća njegova toplinska otpornost. Bitumen visoke toplinske otpornosti može se dobiti odgovarajućim odabirom sirovina, tehnološkog načina i načina proizvodnje.

Tačka omekšavanja

Tačka omekšavanja bitumena je temperatura na kojoj bitumen prelazi iz relativno čvrstog u tekuće stanje. Metoda za određivanje temperature omekšavanja je konvencionalna i nije naučno potkrijepljena, ali se široko koristi u praksi. Ispitivanje se provodi prema GOST 11506-73 metodom „prsten i lopta“ (R&B), a ponekad i metodom Kremer-Sarnova.
Indeks penetracije je pokazatelj koji karakterizira stupanj koloidalnosti bitumena ili odstupanje njegovog stanja od čisto viskoznog. Na osnovu indeksa penetracije bitumen se dijeli u tri grupe.
1) Bitumen sa indeksom penetracije manjim od -2, bez dispergovane faze ili koji sadrži visoko peptizirane asfaltene (bitumeni od ostataka pucanja i smole od katrana ugljena). Elastičnost takvog bitumena je vrlo mala ili je praktički jednaka nuli.
2) Bitumen sa indeksom penetracije od - 2 do +2 (zaostali i blago oksidirani).
3) Bitumen sa indeksom penetracije većim od +2 ima značajnu elastičnost i izražena koloidna svojstva gelova. To su oksidirani bitumeni visoke rastezljivosti.


Krhka tačka

Tačka lomljivosti je temperatura na kojoj se materijal lomi pod djelovanjem kratkotrajnog opterećenja. Prema Fraasu, to je temperatura pri kojoj je modul elastičnosti bitumena s trajanjem opterećenja od 11 sekundi jednak za sve bitumene i jednak je 1100 kg/cm2 (1,0787-108 n/m2). Temperatura lomljivosti karakterizira ponašanje bitumena na površini ceste: što je niža, to je kvalitetniji bitumen za ceste. Oksidirani bitumeni imaju nižu tačku lomljivosti od ostalih bitumena iste penetracije.
Temperatura krtosti putnog bitumena obično se kreće od -2 do -30 °C. Da biste ga odredili, koristite metodu opisanu u GOST 11507-78 sa dodatkom prema tački 3.2.

Duktilnost

Rastezljivost (duktilnost) bitumena karakterizira udaljenost na kojoj se može uvući u navoj prije lomljenja. Ovaj pokazatelj također indirektno karakterizira prianjanje bitumena i povezan je s prirodom njegovih komponenti. Naftni bitumeni za ceste imaju veliko istezanje - više od 40 cm Povećanje rastezljivosti bitumena ne odgovara uvijek poboljšanju njihovih svojstava. Kvaliteta bitumena za ceste ne može se suditi po indeksu istezanja, budući da se ispitni uvjeti (rastezanje brzinom od 5 cm/min) razlikuju od uvjeta rada bitumena na podlozi.
Rastezljivost bitumena na 25 °C ima maksimalnu vrijednost koja odgovara njihovom prijelazu iz stanja Newtonovog fluida u strukturirano. Što više bitumen odstupa od Njutnovskog toka, to je manje njegovo istezanje na 25°C, ali prilično veliko na 0°C. Bitumen bi trebao imati povećano istezanje na niskim temperaturama (0 i 15°C) i umjereno istezanje na 25°C.
Metoda i dizajn uređaja za određivanje rastezljivosti bitumena dati su u GOST 11505-75.


Viskoznost

Viskoznost bitumena potpunije karakterizira njihovu konzistenciju pri različitim temperaturama primjene u usporedbi s empirijskim pokazateljima kao što su penetracija i tačka omekšavanja. Može se lako i za kraće vrijeme izmjeriti na bilo kojoj temperaturi potrebnoj za proizvodnju i korištenje bitumena. Poželjno je da bitumen, uz ostale jednake uslove, ima najveći viskozitet na maksimalnoj temperaturi upotrebe i da ima što ravniju krivulju viskozitet-temperatura. Na temperaturama ispod 40 °C bitumen je sličan čvrstim sistemima, na temperaturama od 40 do 140 °C - strukturirane tečnosti, na temperaturama iznad 140 °C - prave tečnosti. Bitumen se ponaša kao prava tečnost kada se njihov viskozitet smanji na 102-103p.
Viskoznost bitumena određuje se u Engler, Saybolt i Furol viskozimetrima, metodom padajuće kugle, u kapilari Fenske, na rotacionom viskozimetru, reoviskozimetru, konzistometru itd.
Cestovni bitumeni se dijele na viskozne i tekuće.
Viskozni bitumen se koristi kao vezivni materijal u izgradnji i popravci putnih površina. Većina takvog bitumena proizvodi se u Rusiji u skladu sa GOST 22245-90.
Tečni bitumen je dizajniran da produži sezonu izgradnje puteva. U skladu sa GOST 11955-82, dobijaju se mešanjem viskoznih BND bitumena sa destilatnim frakcijama - razređivačima. Nakon polaganja premaza, razrjeđivač postepeno isparava.


Reologija bitumena

Reologija (od grčkog rheos - tok, protok), nauka o deformaciji i fluidnosti materije. Reologija razmatra procese povezane sa ireverzibilnim rezidualnim deformacijama i strujanjem različitih viskoznih i plastičnih materijala (nenjutnovskih fluida, dispergovanih sistema itd.), kao i fenomene relaksacije napona, elastičnog naknadnog dejstva itd.
Reologija bitumena nije dovoljno proučavana. Glavni pokazatelji koji se utvrđuju prilikom proučavanja reoloških svojstava bitumena u temperaturnom opsegu pripreme i polaganja smjese, kao i rada premaza, su viskoznost i deformacijske karakteristike bitumena (modul elastičnosti, modul deformacije itd.) . Ponašanje bitumena pod utjecajem vanjskih deformirajućih sila određeno je skupom mehaničkih svojstava, koja uključuju viskoznost, elastičnost, plastičnost, lomljivost, zamor, puzanje i čvrstoću. Svako svojstvo ovisi o temperaturi i prirodi napregnutog stanja i povezano je s međumolekularnim interakcijama i prisustvom strukture. Reološka svojstva ne bi se trebala značajno mijenjati prilikom zagrijavanja bitumena u bitumenskim kotlovima, pripreme i polaganja smjese i tokom dugog vijeka trajanja.
Na osnovu svojih reoloških svojstava bitumeni se dijele na tri vrste:
1) tvari čije strujanje pod utjecajem konstantnog posmičnog naprezanja poštuje Newtonov zakon; kada se napon ukloni, nastaje stanje neelastične elastičnosti. To uključuje viskozne nekoloidne tekućine, neelastične ili slabo elastične solove.
2) Tvari kod kojih se, pod stalnim posmičnim naprezanjem, brzina smicanja nakon početka deformacije smanjuje i nakon nekog vremena postaje gotovo konstantna, kada se naprezanje ukloni, elastičnost se djelomično vraća, koloidno stanje bitumena ove vrste je sol -gel.
3) Kod konstantnog posmičnog naprezanja na početku deformacije, protok se smanjuje na minimum, a zatim raste, ako je primijenjeni posmični napon veći od određene vrijednosti, nakon uklanjanja naprezanja vraća se elastičnost, bitumeni ove vrste imaju gel strukturu.

Rastvorljivost

Većina postojećih metoda za analizu bitumena zasniva se na razlikama u rastvorljivosti njihovih komponenti u brojnim organskim otapalima. Po prvi put je podjelu zasnovanu na ovom principu predložio Richardson, koji je bitumene podijelio na maltene rastvorljive u benzinu i asfaltene netopive u ovom otapalu. Nakon toga, Marquon je, koristeći adsorpciju na Fullerovoj zemlji, razdvojio maltene na ulja i smole. U osnovi, ova tehnika je sačuvana do danas, ali se pojavio veliki broj njenih varijanti, što je omogućilo dobivanje užih, ali manje reprezentativnih frakcija.

Zahtjevi kvaliteta

Upotreba bitumena kao jednog od najpoznatijih inženjerskih i građevinskih materijala temelji se na njegovim adhezivnim i hidrofobnim svojstvima. Opseg primjene bitumena je prilično širok: koristi se u proizvodnji krovnih i hidroizolacijskih materijala, u gumarskoj industriji, u industriji boja i lakova i kablovskoj industriji, u izgradnji zgrada i objekata itd. Krovni bitumen se koristi za proizvodnju krovnih materijala. Dijele se na impregnirajuće i pokrivne (odnosno za impregnaciju podloge i dobivanje sloja premaza). Izolacijski bitumeni se koriste za izolaciju cjevovoda kako bi ih zaštitili od korozije.
Glavni potrošač bitumena je izgradnja puteva (oko 90%), prvenstveno zbog činjenice da je naftni bitumen najjeftiniji i najsvestraniji materijal za upotrebu kao vezivo u izgradnji putnih površina. Upotreba bitumena u izgradnji puteva omogućava površinama puta da izdrže povećana statička i dinamička opterećenja u širokom temperaturnom rasponu uz održavanje dugoročne održivosti i otpornosti na vremenske uvjete.
Kao vezivo između kamenih materijala koriste se viskozni bitumeni koji se koriste za podloge cesta. Trajnost kolovozne površine u velikoj mjeri ovisi o marki bitumena koji se koristi i njegovoj kvaliteti. Prilikom izgradnje i popravke puteva, bitumen se može razrijediti otapalom (frakcija kerozina). Tečni bitumen se deli na brzo-, srednje- i sporo očvršćavajuće. Za prethodnu obradu površina koriste se bitumenske emulzije koje se pripremaju koloidnim mlinovima dodavanjem vode i emulgatora u bitumen. Pogledajmo detaljnije bitumen za različite namjene.


Cesta

Kvaliteta putnog bitumena uglavnom određuje trajnost kolovoznih površina. Pojava pukotina na površini puta znači da je dostigao 85% svog vijeka trajanja. Utvrđeno je da pokazatelj „temperature lomljivosti” bitumena karakteriše vrijeme prije početka intenzivnog pucanja površine kolovoza, budući da njegovo određivanje pokazuje najopasnije stanje površine kolovoza pri naglim promjenama temperature zimi. Odnos fizičko-hemijskih parametara BND bitumena daje površini puta najveću otpornost na smicanje, otpornost na pucanje, dugotrajnu otpornost na vodu i mraz.
Trajnost kolovozne površine u velikoj mjeri ovisi o marki bitumena koji se koristi i njegovoj kvaliteti. Zahtjeve za kvalitetu bitumena za ceste možete pronaći u donjoj tabeli.

Zahtjevi za kvalitet cestovnog bitumena (GOST 22245 - 90)

Indeks

BND
200 / 300 130 / 200 90 / 130 60 / 90 40 / 60
Penetracija, 0,1 mm na temperaturi:
25 0 C, ne manje201-300 131-200 91-130 61-90 40-60
0 0 S, ne manje45 35 28 20 13
Temperatura, 0 C:
omekšavanje, ne manje 35 40 43 47 51
krhkost, ne više -20 -18 -17 -15 -12
treperi, ne niže220 220 230 230 230
Duktilnost, cm, na temperaturi:
25 0 C, ne manje- 70 65 55 45
0 0 S, ne manje20 6 4 3,5 -
Promjena temperature omekšavanja nakon zagrijavanja, 0 C, ne više 7 6 5 5 5
Indeks penetracije -1,0 do +1,0

Izvor: GOST 22245-90

Bitumeni za puteve su također standardizirani prema TU 38.1011356-91 (vidi tabelu ispod).

Zahtjevi za kvalitet putnog bitumena (TU 38.1011356-91)

Indeks

NOS
130 / 200 100 / 130 70 / 100 50 / 70
Penetracija na 25 0 C 131-200 101-130 71-100 51-70
T, 0 C, ne niže
omekšavanje40 43 47 51
treperi220 230 230 230
100 100 100 100
Nakon zagrevanja
promjena težine, %, ne više 0,3 0,3 0,3 0,3
50 65 65 60
Duktilnost na 25 0 C, cm, ne manje 100 100 100 65
Temperatura lomljivosti, 0 C, ne viša -20 -17 -15 -12

Izvor: TU 38.1011356-91

Bitumen standardiziran prema specifikacijama karakterizira znatno veća duktilnost (najmanje 100 cm), tj. veća elastičnost, te činjenica da se vrijednosti istih pokazatelja nakon zagrijavanja unose u specifikacije.


Zgrada

Građevinski bitumen BN, koji se koristi za hidroizolaciju temelja zgrada, karakteriše niska penetracija i duktilnost i visoka tačka omekšavanja (od 37 do 105 0C), tj. vatrostalni su i tvrdi. Građevinski bitumen je standardiziran prema GOST 6617 - 76 (vidi tabelu ispod).

Zahtjevi za kvalitetu građevinskog bitumena (GOST 6617 - 76)

Indeks

BN
50 / 50 70 / 30 90 / 10
41-60 21-40 5-20
T, 0 C
omekšavanje50-60 70-80 90-105
treperi230 240 240
Duktilnost na 25 0 C, cm, ne manje 4 3 1

Izvor: GOST 6617-76


Krov

Približno isti pokazatelji kvalitete utvrđeni su za NBR krovne bitumene, ali je standardizirana i njihova temperatura lomljivosti. Koriste se kao materijali za impregnaciju (za proizvodnju filca i filca) i za pokrivanje krovova.

Zahtjevi za kvalitetu krovnog bitumena (GOST 9548 - 74)

Indeks

BNK
40 / 180 45 / 190 90 / 30
Penetracija na 25 0 C, 0,1 mm 160 - 210 160 - 220 25 - 35
T, 0 C:
omekšavanje37 - 44 40 - 50 80 - 95
krhkost, ne više - - -10
Nakon zagrevanja:
promjena težine, %, ne više 0,8 0,8 0,5
penetracija na 25 0 C, % od početnog, ne manje 60 60 70
Bilješka.Za sve: tačka paljenja - ne niža od 240 0C; za BNK 45/190 sadržaj parafina nije veći od 5% tež.
penetratio - penetrirati) je mjera prodiranja konusnog tijela u viskozni medij, koja se koristi za karakterizaciju konzistencije (debljine) tvari. Metode mjerenja penetracije su posebno korisne za tvari koje mijenjaju svoja reološka svojstva kada se miješaju.

Koncept otpornosti na penetraciju koristi se u nauci o tlu. Često se naziva i otpor klinčanja.

Merenje penetracije

Metode merenja penetracije - ispitivanje fluidnosti tečnih, viskoznih i pastostih supstanci i smeša merenjem dubine prodiranja u medijum radnog fluida standardizovanog oblika.

Penetracija se mjeri pomoću penetrometra - uređaja za mjerenje otpornosti materijala (polutečnosti, plastike, premaza boja, površina puteva, tla, itd.) na utiskivanje ispitnog tijela standardnih dimenzija i mase u ispitno okruženje. Za polutečne materijale (maziva, paste, itd.), mjeri broj penetracije. Za plastiku, boje itd., mjeri dubinu prodiranja indentera u milimetrima.

Obično se penetrometar koristi u obliku slobodno kliznog klipa s radnim fluidom u obliku igle ili konusa pričvršćenog na njega. Prije početka mjerenja vrh radnog fluida se približava površini ispitivanog medija, a zatim se klip otpušta i počinje tonuti u medij pod vlastitom težinom. Dubina prodiranja se snima za određeno vrijeme (probojni broj), na određenoj temperaturi i unaprijed odabranoj masi sklopa klipa/radnog fluida.

Broj penetracije je pokazatelj koji karakterizira reološka svojstva tvari. Jednako dubini uranjanja radnog fluida penetrometra u jedinicama desetinki milimetra. Na primjer, ako je radni fluid penetrometra uronjen za 20 mm, broj penetracije će biti 200.

Tipično, penetracija se izražava u brojevima penetracije duž dubine uranjanja konusa penetrometra određenog standardnog oblika i mase u ispitivanu supstancu, pod uticajem gravitacije, za standardizovano vreme (obično 5 s). Mjerenje se vrši na standardiziranoj temperaturi (obično 25 °C).

Konus manje prodire u gustu sredinu - broj penetracije je manji. Penetracija, u pravilu, ne odražava reološka svojstva tvari (na primjer, maziva) pod određenim radnim uvjetima.

Federalna agencija za obrazovanje Moskovska državna akademija finih hemikalija

tehnologija nazvana po M.V. Lomonosov

Katedra za tehnologiju petrohemijske sinteze i veštačkih tečnih goriva po imenu. A.N. Bashkirova

Likhterova N.M., Nikolaev A.I.

SVOJSTVA I METODE ZA ODREĐIVANJE NJIHOVIH KARAKTERISTIKA.

Uputstvo za izvođenje laboratorijskih radova

Moskva, 2008

BBK 35.514ya73 UDK 541,127:665.642

Likhterova N.M., Nikolaev A.I.

BITUMEN. SVOJSTVA I METODE ZA ODREĐIVANJE NJIHOVIH KARAKTERISTIKA.

Uputstvo za izvođenje laboratorijskih radova M, MITHT im. M.V. Lomonosova, 2008, 35 str.

Priručnik sadrži dio posvećen svojstvima bitumena, kao i dio koji predstavlja metode za određivanje fizičko-mehaničkih karakteristika koje određuju ova svojstva.

Namijenjeno studentima 4. - 6. godine koji se školuju na smjerovima Više inženjerske škole 072000 „Standardizacija i sertifikacija“, 250400 – „Hemijska tehnologija prirodnih energenata i ugljeničnih materijala“, kao i na master studijama 550808 – „Hemijska tehnologija prirodnih nosioci energije i ugljenični materijali”.

Recenzent: viši istraživač TsKP MITHT im. M.V. Lomonosova, dr. Gorodsky S.N.

© MITHT im. M.V. Lomonosova, 2008

1. Naftni bitumeni

1.1. Svojstva bitumena

1.2. Sirovine za proizvodnju naftnog bitumena

2. Moderni domaći naftni bitumeni

3. Eksperimentalne metode za određivanje fizikalnih

hemijske karakteristike naftnog bitumena

3.1. Metoda za određivanje dubine prodiranja igle

prema GOST 11501-78

3.2. Metoda za određivanje temperature omekšavanja po

prsten i lopta prema GOST 11506-73

3.3. Fraasova temperaturna metoda lomljivosti

prema GOST 11507-78

3.4. Metoda za određivanje promjene mase nakon zagrijavanja

prema GOST 18180-72

3.5. Metoda za određivanje istezanja prema GOST 111505-75

4. Proračunske metode za određivanje fizičkih i mehaničkih svojstava

karakteristike bitumena

1. Naftni bitumeni.

Prirodni bitumen poznat je čovječanstvu hiljadama godina. Osim prirodnog porijekla, bitumen se može dobiti i preradom nafte, škriljaca, treseta i uglja. U 20. stoljeću, razvojem industrije proizvodnje nafte i prerade nafte, povećava se proizvodnja i potrošnja bitumena proizvedenog iz naftnih sirovina. Opseg njihove primjene je prilično širok. Tako se koriste kao građevinski i hidroizolacioni materijali u izgradnji temelja i krovova zgrada (izolacioni i krovni bitumen), vezivo pri polaganju puteva (putni bitumen) itd. Treba napomenuti da za uspješnu upotrebu bitumena moraju imati određeni skup svojstava.

1.1. Svojstva bitumena. 1.1.1. Viskoznost.

Pri visokim temperaturama bitumeni se približavaju svojstvima tekućine, a na niskim temperaturama poprimaju svojstva čvrste tvari. Za bitumene za ceste, viskozitet kao pokazatelj performansi je važan u dva slučaja. U periodu mešanja bitumena sa mineralnim materijalima, oni moraju imati dovoljno nisku viskoznost da bi se obezbedila lakoća i efikasnost mešanja i polaganja mešavine u kolovoz. Tokom rada površine puta, bitumen mora imati vrlo visok viskozitet na povišenim temperaturama, što mu daje potrebnu čvrstoću. Stoga je viskoznost jedna od glavnih karakteristika strukturnih i mehaničkih svojstava bitumena. Viskoznost bitumena uveliko varira u zavisnosti od hemijskog sastava i temperature. Kvantitativni omjer asfaltena i ulja ima značajan utjecaj na viskoznost bitumena. Kako se količina asfaltena povećava, povećava se i viskozitet. Da bi se povećala trajnost površine ceste, važno je da se viskoznost bitumena u manjoj mjeri mijenja u temperaturnom rasponu na kojem se podloga radi.

Obilježje viskoznog bitumena za ceste, koje posredno određuje njihovu viskoznost, je dubina prodiranja (prodiranja) igle u bitumen pri temperaturama od 25 i 0°C. Što je veći sadržaj asfaltena u bitumenu, to je manja dubina prodiranja igle. Dubina prodiranja igle indirektno karakterizira performanse bitumena kao što su tvrdoća, čvrstoća i otpornost na toplinu.

Obilježje tečnog bitumena za ceste je indikator uslovne viskoznosti, karakteriziran vremenom isteka u

sekundi 50 ml bitumena kroz rupu od 5 mm na temperaturi od 60°C i određeno pomoću standardnog viskozimetra.

1.1.2. Temperatura omekšavanja.

Temperatura pri kojoj bitumeni prelaze iz relativno čvrstog u tekuće stanje konvencionalno se naziva temperatura omekšavanja. Tačka omekšavanja je također uslovni pokazatelj viskoznosti bitumena na višim temperaturama. Viskozniji bitumeni imaju višu tačku omekšavanja. Na istoj dubini prodiranja igle, bitumeni s višom temperaturom omekšavanja su također otporniji na toplinu. Bitumen sa niskom tačkom omekšavanja ima nisku čvrstoću na povišenim temperaturama.

Temperatura omekšavanja zavisi od sastava bitumena. Što je veći omjer asfaltena prema sadržaju tekućih komponenti bitumena - smole i ulja - to je veći.

Za kvalitet bitumena od velike je važnosti odnos između dubine prodiranja igle i temperature omekšavanja. Vredniji su bitumeni koji pri datoj temperaturi omekšavanja imaju veću dubinu prodiranja igle. To znači da su bitumeni relativno manje osjetljivi na promjene temperature.

Dakle, viskoznost bitumena ima značajan uticaj na svojstva asfalt betonske mešavine tokom mešanja, polaganja i zbijanja, kao i nagrađevinsko-tehničkisvojstva asfalt betona. Visoka viskoznost bitumena povećava čvrstoću, vodootpornost i otpornost na toplinu asfaltnog betona, ali bitumi povećanog viskoziteta lošije pokrivaju površinu mineralnih materijala, pa je bitumene potrebno koristiti sa određenim viskozitetom i na određenim temperaturama zagrijavanja, uzimajući u obzir klimatski uslovi građevinskog područja, vrsta, marka i vrsta asfalt betona, automobilska kategorija puteva.

Ovaj indikator služi za procjenu rada bitumena i povezuje temperaturu omekšavanja i dubinu prodiranja igle. Indeks penetracije (I.P.) se izražava kao apstraktni broj određen formulom:

I . P . = 1 + 30 50 A − 10

A = 2,9031 − log P

T − 25

gdje je P dubina prodiranja igle na 25°C, 0,1 mm;

T - temperatura omekšavanja, °C.

Indeks penetracije karakterizira koloidna svojstva bitumena, njihova plastična svojstva i ovisnost o temperaturi.

Prema indeksu penetracije bitumeni se dijele u tri grupe:

1. bitumeni i IP 2 (sol), koji nemaju dispergovanu fazu ili sadrže visoko pentizirane asfaltene (bitumene od ostataka pukotina ili smola od katrana). Elastičnost takvog bitumena (duktilnost na 25°C) je blizu nule;

2. bitumen i IP od -2 do +2 (sol-gel) postoje elementi za formiranje prostornog koagulacionog okvira sa slojevima dispergovanog medija koji sprečava starenje bitumena (bitumeni za izgradnju puteva);

3. bitumeni sa IP 2 su gelovi i skloni su starenju. Zahtjevi modernog GOST-a 22245-90 za viskozni put

bitumen omogućava promjenu IP-a od -1 do +1.

1.1.4. Proširivost.

Rastezljivost bitumena ocjenjuje se njihovom sposobnošću da se pod utjecajem opterećenja rastegne u nit određene dužine.

Rastezljivost bitumena ovisi o njihovoj temperaturi, grupnom sastavu i strukturi. Bitumen s visokim sadržajem smola s optimalnim sadržajem ulja i asfaltena ima veću plastičnost. Sa povećanjem temperature rastezljivost bitumena se povećava. Bitumen s većom dubinom prodiranja igle također ima veću rastezljivost. Sa povećanjem sadržaja čvrstih parafina u bitumenu, rastezljivost bitumena se smanjuje.

Rastezljivost bitumena indirektno karakterizira njihovo prianjanje na mineralne materijale. Sa povećanjem rastezljivosti povećava se adhezija bitumena na mineralne materijale, što se objašnjava značajnim sadržajem aromatičnih spojeva i smola u bitumenu. Rastezljivost bitumena na 25°C također karakterizira stupanj strukturiranosti bitumena i vrstu njegove dispergirane strukture.

Jedno od najvažnijih svojstava asfalt betona usko je povezano sa rastezljivošću bitumena na niskim temperaturama - njegovom deformabilnosti pri niskim radnim temperaturama. Nedovoljna deformabilnost dovodi do brzog uništavanja asfaltnog betona i pojave pukotina u premazima. Povećanje rastezljivosti bitumena na temperaturama ispod nule najvažniji je zadatak za istraživače i inženjere.

1.1.5. Temperatura lomljivosti.

Najniža temperatura pri kojoj bitumen, pod datim uvjetima ispitivanja, gubi svoja viskoplastična svojstva i postaje krhak naziva se temperatura lomljivosti.

Temperatura lomljivosti jedan je od najvažnijih pokazatelja kvalitete cesta, krovova i niza drugih bitumena, koji karakterizira performanse materijala koji sadrže bitumen na niskim temperaturama. Poželjna je eventualno niža temperatura lomljivosti bitumena, jer takav bitumen ima bolja plastična svojstva, a premazi za ceste ili krovove bolje funkcioniraju u oštroj klimi i hladnom vremenu. Bitumenski premazi visoke temperature lomljivosti pri niskim temperaturama se lome, pucaju i brzo se ruše.

Prisutnost parafinsko-naftenskih i monocikličnih aromatskih spojeva određuje nisku temperaturu lomljivosti bitumena.

Temperaturni interval između temperature omekšavanja i temperature lomljivosti naziva se interval plastičnosti. Bitumeni širokog raspona plastičnosti (više od 70°C) imaju povećanu deformabilnost, otpornost na pucanje pri niskim temperaturama i otpornost na smicanje na povišenim ljetnim temperaturama. Što je veći temperaturni raspon u kojem je bitumen u elastično-viskoznom stanju, to su bolje njegove karakteristike. Takav bitumen obično također pokazuje dobro prianjanje na površinu mineralnog materijala.

1.1.6. Prianjanje na površinu mineralnih materijala

(adhezija).

Sposobnost bitumena da čvrsto prianja na površinu mineralnih čestica sprečava ljuštenje mineralnog materijala od monolita površine puta i osigurava njegovu otpornost na mraz i vodu.

Adhezija bitumena na mineralni materijal zavisi od svojstava bitumena i mineralnih materijala, kao i od spoljašnjih uslova u kojima se vrši mešanje i funkcionisanje površine puta.

Adhezija bitumena određena je polaritetom molekula komponenti mješavine. U bitumenu, molekule asfaltena i asfaltotenske kiseline i njihovih anhidrida imaju značajan polaritet.

Bitumen dobro prijanja na površinu mineralnih materijala karbonatnih i bazičnih stijena i slabo na površini mineralnih materijala kiselih (sadržaj SiO2 veći od 65%) stijena (granita).

Adhezija bitumena se povećava s povećanjem temperature, a prisustvo vlage na površini mineralnog materijala naglo smanjuje prianjanje bitumena.

Jedinjenja topiva u vodi uključuju spojeve koji se ekstrahiraju vodom u obliku otopine ili oslobađaju iz bitumena u obliku emulzija. U pravilu su to niskomolekularna jedinjenja (kiseline ili alkalije) i neke soli organskih kiselina.

Prisustvo jedinjenja rastvorljivih u vodi u bitumenu dovodi do toga da kada bitumen dođe u kontakt sa vodom dolazi do ekstrakcije ovih materija. Proces ispiranja pojedinih komponenti iz sastava bitumenskog veziva doprinosi stvaranju mikropukotina (praznina) na površini kolovoza, što zauzvrat dovodi do njenog uništenja zimi zbog klinastog efekta vode u kristalnom stanju. Ovo može otkriti mineralni materijal i potom se raspasti sa površine puta.

1.1.8. Starenje.

Starenjem se obično naziva skup nepovratnih promjena u hemijskom sastavu, strukturi i svojstvima bitumena koje nastaju kada je bitumen izložen različitim faktorima – temperaturi, svjetlosti, zraku, vodi, mineralnim materijalima i mehaničkim opterećenjima.

Kao rezultat starenja, bitumeni povećavaju svoju viskoznost i krhkost. Do povećanja viskoznosti dolazi zbog promjene grupnog sastava bitumena - smole se pretvaraju u asfaltene, asfalteni se djelomično pretvaraju u karbene i karboide, a sadržaj aromatskih spojeva se smanjuje. Kada se bitumen dugo čuva na otvorenom, na njegovoj površini se pojavljuju pukotine i ljuštenje kao rezultat oksidacije, a prianjanje na mineralne materijale se pogoršava. Ovakve promjene fizičkih svojstava i kemijskog sastava bitumena povezane su prvenstveno s procesima oksidacije i polimerizacije koji se odvijaju u bitumenu iu manjoj mjeri ovise o isparavanju lakih frakcija.

Karakteristika otpornosti bitumena na starenje (stabilnost) u uvjetima dugotrajnog skladištenja na povišenim temperaturama je povećanje temperature omekšavanja nakon zagrijavanja.

Bitumen s većom početnom viskoznošću podložan je manjim promjenama od atmosferskih faktora nego bitumen s nižim početnim viskozitetom. Intenzitet starenja bitumena se povećava kada se zagrijava u prisustvu mineralnih materijala koji djeluju kao katalizatori. Također, na intenzitet starenja bitumena u asfalt betonskom kolovozu značajno utječu volumen i struktura pora asfaltnog betona. Veliki volumen otvorenog

9 (komunicirajućih) pora, podstičući povećanu cirkulaciju zraka i vode, intenzivira procese starenja bitumena. U gustim asfaltnim betonima, koje karakteriziraju zatvorene pore, starenje bitumena je manje intenzivno. Što je sloj asfalt betona tanji, to je veći intenzitet starenja bitumena.

1.1.9. Sigurnost od požara bitumena.

Prilikom zagrijavanja bitumena oslobađaju se plinoviti produkti koji se mogu zapaliti u prisustvu otvorenog plamena. Da bi se bitumeni zaštitili od požara prilikom njihove proizvodnje i upotrebe, potrebno je voditi računa o temperaturi bljeska i samozapaljenja.

Tačka paljenja je temperatura na kojoj plinoviti produkti zagrijanog bitumena formiraju mješavinu s okolnim zrakom koja se zapali kada se na njega stavi plamen.

Temperatura samozapaljenja je temperatura plinovitih produkata koji se oslobađaju iz zagrijanog bitumena, koji, pomiješani sa zrakom nakon paljenja, gore najmanje 5 s.

U praksi se za procjenu opasnosti od požara i očekivanih gubitaka od isparavanja bitumena koriste tačka paljenja i temperatura samozapaljenja.

1.2. Sirovine za proizvodnju naftnog bitumena.

Glavne sirovine za proizvodnju bitumena su ostaci vakuumske destilacije nafte - katrani, kao i nusproizvodi proizvodnje nafte - deasfaltni asfalti, odnosno asfaltno-smolaste tvari taložene iz katrana, najčešće tečnim propanom. Nazivaju se i precipitirani bitumen. U nekim slučajevima, napukli ostaci iz jedinice za termičko krekiranje koriste se za proizvodnju bitumena.

Treba napomenuti da je za dobivanje visokokvalitetnog bitumena visoke termičke stabilnosti i dobrih vezivnih svojstava preporučljivo koristiti katran teških ulja s naftenoaromatičnom bazom, koji sadrži puno asfaltno-smolastih tvari. Međutim, za proizvodnju bitumena u velikim količinama potrebno je koristiti ulja masovne proizvodnje. Na primjer, za 22 polja u Turkmenistanu proučavana je mogućnost dobivanja bitumena iz ulja, čije su karakteristike prikazane u tabeli 1.

Tabela 1. Sastav ulja sa turkmenistanskih polja.

Naftna polja

Kotur - Tepe

Kotur - Tepe

Komsomol

Zap. Cheleken

Dagadžik

Western

Central

istočno

Oval-Toval

Barca-Gelmes

Zapad

Central

Parafin

Asfalten

Nastavak tabele 1

Naftna polja

Kotur - Tepe

Pribalkhansky

Gograndag -

Zapad

Oriental

Buruns-kaya

Monjucly

Reed ski

Je li to Karadash?

Parafin

asfalteni

Koristeći klasifikaciju ulja koju je izradio Institut BashNIINP (klasifikacija 1), prema sadržaju asfaltena (A), smola (C) i parafina (P), rezultati su predstavljeni u

GOST 5346-78

Grupa B39

MEĐUDRŽAVNI STANDARD

GREASES

Metode za određivanje penetracije pomoću konusnog penetrometra

Plastična maziva.
Metode za određivanje penetracije konusnim penetrometrom

Datum uvođenja 1979-01-01


Uredbom Državnog komiteta za standarde Vijeća ministara SSSR-a od 13. marta 1978. N 655, datum uvođenja je određen na 01.01.79.

Period važenja uklonjen je Uredbom Državnog standarda SSSR-a od 29. marta 1991. N 356

UMJESTO GOST 5346-50

IZDANJE sa amandmanom br. 1, odobreno u januaru 1981. (IUS 3-81)


Ovaj standard utvrđuje tri metode za određivanje penetracije masti: A, B i C.

Penetracija se određuje za neometane, nemešane, mešane, kontinuirano mešane i briketirane masti.

Metoda A određuje penetraciju do 400 jedinica, metoda B - do 475 jedinica. Metoda B određuje penetraciju do 400 jedinica u nedostatku referenci na druge metode u normativnoj i tehničkoj dokumentaciji za maziva.

Suština metode je odrediti dubinu uranjanja standardnog konusa u ispitno mazivo u trajanju od 5 s na 25 ° C uz ukupno opterećenje od 150 g, izraženo kao cijeli broj desetinki milimetra na skali penetrometra.

Standard je u potpunosti usklađen sa ST SEV 755-77.

(Promijenjeno izdanje, izmjena br. 1).

Metoda A

1a. OPREMA I MATERIJALI

1a.1. Uređaj u skladu sa GOST 1440-78 za određivanje penetracije od 0 do 400 jedinica. Konusni sklop ili sto penetrometra moraju biti podešeni tako da kada indikator čita "0", vrh konusa se nalazi tačno na površini uzorka. U slobodnom padu, konus treba da se spusti bez velikog trenja za najmanje 40 mm. Gornji dio konusa ne smije dodirivati ​​dno čaše. Da bi os konusa bila u vertikalnom položaju, uređaj mora imati vijke za horizontalno podešavanje. Položaj ose se kontroliše libelom.

Ukupna masa konusa treba da bude (102,5 ± 0,5) g, a masa klipa (47,5 ± 0,05) g. Da bi se postigla navedena masa, materijal koji se nalazi unutar stošca može se menjati, pod uslovom da opšti izgled i distribucija mase se nije promenila.

Mješalica za miješanje maziva.

Mikser može biti dizajniran za ručno i mehaničko miješanje. Brzina klipa treba da bude 60 ± 10 dvostrukih udaraca u minuti sa minimalnom dužinom hoda perforirane ploče od 67 mm. Kroz izlazni ventil se ubacuje termometar kalibriran na temperaturi od 25 °C.

Nož sa oštrim, ravnim, čvrsto fiksiranim sečivom za rezanje briketiranog maziva (sl. 1).

Prokletstvo.1. Nož za rezanje briketirane masti

Nož za rezanje briketirane masti

1 - cijev;

2 - oštrica;

3 - brtva od šperploče; 4 - prstenasta baza


Nož je izrađen od kaljenog čelika za rezanje briketirane masti, sa oštrim, ravnim, čvrsto fiksiranim sječivom.

Obje površine i donja ivica oštrice su brušene na 1,2 (3/64). Površina odstojnika od šperploče treba biti okomita na oštricu.

Vodeno kupatilo sa temperaturom (25±0,5) °C, koje obezbeđuje potrebnu temperaturu u mikseru. Prilikom mjerenja prodiranja neometanih i nepomiješanih maziva, mora postojati uređaj za zaštitu površine maziva od vode. Poklopac također treba koristiti za održavanje temperature zraka od 25 °C iznad uzorka ili uzorka. Za određivanje prodiranja briketiranog maziva koristi se zračna kupelj s temperaturom (25±0,5) °C. Ove zahtjeve ispunjava zatvorena posuda postavljena u vodeno kupatilo.

Umjesto vodene kupke, dopušteno je koristiti zračnu kupelj ili provoditi testove u prostoriji s konstantnom temperaturom.

Lopatica otporna na koroziju sa oštricom širine 32 mm i dužine najmanje 150 mm.

Štoperica s greškom mjerenja ne većom od 0,1 s.

1a.2. Određivanje prodiranja neometanog maziva

1a.2.1. Priprema za test

Testirano mazivo ostavlja se u proizvodnom kontejneru u koji je mazivo upakovano odmah nakon proizvodnje. Glatka površina maziva treba da bude u ravni sa gornjom ivicom posude.

Dozvoljeno je ispitivanje u proizvodnom kontejneru čiji je prečnik veći od prečnika posude miksera.

Površina maziva može biti ispod gornje ivice.

Lubrikant se uranja 1 sat u zatvoreno vodeno kupatilo tako da se gornja ivica proizvodne posude nalazi na udaljenosti od 25 mm od nivoa vode, a temperatura kupke se dovede na (25±0,5) °C. Treba izbjegavati kontakt vode sa površinom maziva. Nakon 1 sata, posuda s mazivom se uklanja iz kupke i voda se uklanja s površine posude.

napomene:

1. Ako je temperatura maziva niža ili viša od 25 °C za više od 8 °C, ili ako se koristi druga metoda za dovođenje maziva na temperaturu od 25 °C, tada se mazivo drži u kadi dovoljno dugo da temperatura dostigne (25 ± 0,5 ) °C. Ako masa maziva u proizvodnom kontejneru prelazi 0,5 kg, ono se dodatno zadržava u kadi tako da njegova temperatura dostigne (25±0,5) °C. Ispitivanja se nastavljaju ako je temperatura u bilo kojem dijelu testiranog maziva (25 ± 0,5) °C.

2. Dozvoljeno je izravnavanje površine maziva uklanjanjem gornjeg sloja približno 3 mm ispod najniže tačke površine maziva bez ometanja preostalog sloja maziva.

Prije svakog testa, konus i osovina penetrometra se temeljito čiste s podignutom osom. Nemojte dozvoliti da mast ili ulje dođu u kontakt sa osovinom penetrometra, jer to može dovesti do kočenja osovine tokom ispitivanja. Konus ne treba rotirati, jer će to istrošiti mehanizam prekidača.

1a.2.2. Sprovođenje testa

Proizvodni kontejner sa mazivom postavlja se na sto penetrometra tako da bude stabilan. Postavite konus u položaj “0” i podesite uređaj. Ako je penetracija maziva veća od 200 jedinica, vrh konusa treba da dodiruje površinu ispitnog maziva u sredini posude (mazivo se koristi samo za jedno određivanje). Ako je penetracija 200 jedinica ili manje, vrše se tri određivanja u tri tačke koje se nalaze na radijusima pod uglom od 120 °C. Tačke moraju biti u sredini svakog radijusa. Prilikom određivanja, konus ne smije dodirivati ​​zidove posude ili površinu maziva oštećenu prethodnim određivanjem (promatranje sjene vrha konusa pomaže u ispravljanju instalacije). Osa stošca se brzo spušta i ostavlja da slobodno pada (5,0 ± 0,1) s. Mehanizam prekidača ne bi trebao usporavati kretanje ose. Nakon toga, os indikatora se spušta, lagano pritiskajući dok se ne zaustavi na osi konusa, a očitavanje indikatora se snima.

1a.2.3. Obrada rezultata

Rezultat testa se uzima kao aritmetička srednja vrijednost rezultata tri određivanja (iz tri proizvodna kontejnera - s penetracijom većim od 200 jedinica, iz jednog kontejnera - s penetracijom od 200 jedinica ili manje), zabilježenih s točnošću od jedne jedinice što odgovara 0,1 mm, i naznačiti metodu određivanja .

1a.3. Određivanje prodiranja nepomiješanog maziva

1a.3.1. Priprema za test

Masa maziva uzetog za ispitivanje mora biti najmanje 0,5 kg.

Ako penetracija prelazi 200 jedinica, masa maziva treba biti 1,5 kg.

Sastavljeni mikser ili metalno staklo koje ima iste unutrašnje dimenzije kao standardna mešalica, kao i mazivo odgovarajuće mase u metalnoj posudi, stavlja se u vodeno kupatilo, temperatura maziva se dovede na (25±0,5). ) °C. Dio maziva se iz posude prenosi u staklo miksera ili metalno staklo. Lubrikant se prenosi u jednom dijelu kako bi mazivo bilo podvrgnuto što manjem mehaničkom naprezanju. Staklo se protrese kako bi se uklonili mjehurići zraka. Mast iznad ivice stakla se uklanja lopaticom, pod uglom od 45° u odnosu na smer kretanja, i odmah se utvrđuje prodiranje.

Tokom merenja, nemojte nivelisati ili izravnati površinu maziva.

1a.3.2 Ispitivanje - prema tačkama 1a.2.2 i 1a.2.3.

1a.3.3. Kao rezultat testa uzima se aritmetička srednja vrijednost s točnošću od jedne jedinice koja odgovara 0,1 mm i naznačena je metoda određivanja.

1a.4. Određivanje penetracije miješanog maziva

1a.4.1. Priprema za test

Uzima se kombinovani uzorak maziva težine najmanje 0,5 kg. Nivo masti u sredini posude miksera treba da prelazi ivicu posude za približno 13 mm.

Koristite lopaticu da uklonite mjehuriće zraka. Povremeno protresite sadržaj čaše. Sastavite mikser i, sa otvorenim izlaznim ventilom, pritisnite klip do dna. Termometar se ubacuje kroz slavinu tako da je njegov kraj u sredini maziva. Složeni mikser stavite u vodeno kupatilo sa temperaturom od 25 °C i dovedite temperaturu miksera i njegovog sadržaja na (25±0,5) °C. Izvadite mikser iz kade, uklonite preostalu vodu sa površine, uklonite termometar iz aparata i zatvorite izlazni ventil. 60 s miješajte mazivo klipom brzinom od 60 ± 10 dvostrukih poteza. Vratite klip u gornji položaj, otvorite ventil, uklonite poklopac sa klipom. Dio maziva preostalog na klipu vraća se u mikser. Testovi se sprovode odmah.

Ako želite da uronite mikser u vodeno kupatilo ispod nivoa vode u njemu, onda morate osigurati da je mikser zapečaćen.

Struktura miješanog maziva treba biti homogena. Da bi se popunio prostor koji ostavlja klip, staklo se naglo protrese, udarajući ga o postolje ili pod. Veći dio masnoće se uklanja lopaticom i vraća u čašu tako da mast s dna završi na površini i obrnuto. Ako je površina maziva i dalje neravna, operaciju treba ponoviti, ali ne jako dugo.

Višak lubrikanta koji se proteže izvan ruba čaše uklonite lopaticom nagnutom u smjeru kretanja pod uglom od 45° i ne vraćajte ovaj dio maziva u čašu.

napomene:

1. Protresite staklo kako biste uklonili mjehuriće zraka bez prskanja maziva. U tom slučaju mora postojati minimalan broj pokreta tako da broj dvostrukih poteza klipa ne prelazi 60.

2. Prilikom testiranja mekih maziva, mazivo uklonjeno prilikom čišćenja čaše treba zadržati za naredne testove. Vanjska površina na rubu čaše mora biti čista kako bi se mazivo koje je iz čaše istisnuo konus penetrometra moglo vratiti nazad u aparat za sljedeći eksperiment.

1a.4.2. Izvođenje ispitivanja - prema tačkama 1a.2.2 i 1a.2.3.

Ispitivanje se izvodi na istom uzorku tri puta, vraćajući istisnuti dio maziva u staklo.

1a.4.3. Obrada rezultata

Penetracija mješovitog maziva određuje se kao aritmetička sredina rezultata tri ispitivanja, s preciznošću od jedne jedinice koja odgovara 0,1 mm, i naznačen je način određivanja.

1a.5. Određivanje penetracije dugo miješanog maziva

1a.5.1. Priprema za test

Temperatura u prostoriji za ispitivanje treba da bude od 15 do 30 °C.

Temperatura maziva treba da bude od 15 do 30 °C.

Čisti mikser se puni i povezuje sa svojim preostalim delovima, kao što je navedeno u stavu 1a.4.1. Kombinirani uzorak se miješa pri određenom broju dvostrukih poteza klipa.

1a.5.2. Sprovođenje testa

Nakon završenog mešanja, mikser se stavlja na 1,5 sat u vodeno ili vazdušno kupatilo na temperaturi od (25±0,5) °C. Zatim izvadite mikser iz kade i pomiješajte mazivo sa 60 ± 10 dvostrukih poteza klipa. Priprema maziva za ispitivanje i određivanje penetracije vrši se prema stavovima 1a.4.1 i 1a.4.2.

1a.5.3. Obrada rezultata

Kao rezultat ispitivanja uzima se aritmetička sredina rezultata tri određivanja, a navodi se broj dvostrukih udaraca klipa i način određivanja.

1a.6. Određivanje prodiranja briketiranog maziva

1a.6.1. Priprema za test

Uzmite uzorak maziva odgovarajuće veličine. Lubrikant mora biti dovoljno tvrdo i zadržati svoj oblik.

Na sobnoj temperaturi iz uzorka se izrezuje kocka s ivicom od 50 mm za ispitivanje pomoću noža za rezanje masti (slika 1). Držeći ovu kocku na takav način da je neoštreni kraj noža usmjeren prema njoj, odrežite sloj debljine 1,5 mm sa svake od tri strane koje se nalaze uz isti kut.

Ugao koji formiraju ove tri ivice može se odrezati, što će vam omogućiti da izbjegnete greške u odabiru površine pripremljene za testiranje. Ove površine ne treba dirati.

Temperatura uzorka se dovede na (25±0,5) °C stavljanjem u vazdušno kupatilo na 25 °C najmanje 1 sat.

Potrebno je testirati tri površine uzorka kako bi se smanjio utjecaj smjera vlakana maziva na konačni rezultat. Za nevlaknaste masti i masti sa glatkom teksturom, može se testirati samo jedna površina.

1a.6.2. Sprovođenje testa

Ispitni uzorak se postavlja na sto penetrometra tako da je jedna od pripremljenih površina okrenuta prema gore i pričvršćena na uglovima. Postavite konus u položaj "0" i podesite aparat tako da vrh konusa lagano dodiruje centar površine ispitnog uzorka. Prodor se utvrđuje kako je navedeno u paragrafima 1a.2.1 i 1a.2.2. Provesti prilikom određivanja penetracije na površini uzorka pripremljenog za određivanje penetracije.

Ispitivanja se provode na udaljenosti od najmanje 6 mm od ruba uzorka, na tačkama koje se nalaze na najvećoj mogućoj udaljenosti jedna od druge, kako bi se izbjegao kontakt s već slomljenim dijelom maziva, mjehurićima zraka ili drugim defekt na površini maziva. Ako se rezultat barem jednog određivanja razlikuje od ostalih rezultata za više od tri jedinice, vrše se dodatna određivanja dok se vrijednosti ne razlikuju za više od tri jedinice. Izračunajte aritmetičku srednju vrijednost penetracije za ispitnu površinu.

Ponovite određivanje na svakoj od tretiranih površina uzorka.

1a.6.3. Obrada rezultata

Rezultat ispitivanja penetracije briketiranog maziva uzima se kao aritmetička sredina prosječnih vrijednosti ​​dobijenih za svaku površinu, s preciznošću od jedne jedinice koja odgovara 0,1 mm, i naznačen je način određivanja.

1a.7. Tačnost određivanja (na 95% nivoa pouzdanosti)

1a.7.1. Konvergencija

Rezultati dva testa koje je isti laboratorijski tehničar dobio na istom aparatu treba smatrati zadovoljavajućim ako nepodudarnosti između njih ne prelaze one navedene u tabeli 1.

1a.7.2. Reproducibilnost

Rezultati testova dobijeni u različitim laboratorijama trebali bi se smatrati zadovoljavajućim ako razlike između njih ne prelaze one navedene u Tabeli 1.

Tabela 1

Vrsta maziva

Opseg penetracije

Konvergencija

Reproducibilnost

Neometano

Od 85 do 400

Unstired

Shuffled

Dugo mešano

Briketirano

_________________


Sec. 1a. (Dodatno uveden, amandman br. 1).

Metoda B

1b. OPREMA I MATERIJALI

1b.1. Uređaj u skladu sa GOST 1440-78 za određivanje penetracije od 0 do 630 jedinica. Konus ili sto penetrometra treba podesiti tako da kada se prikaže indikator "C", vrh konusa bude u kontaktu sa horizontalnom površinom. U slobodnom padu, konus se mora spustiti bez značajnog trenja za najmanje 62 mm. Gornji dio konusa ne smije dodirivati ​​dno čaše. Uređaj mora imati vijke za horizontalnu ugradnju i libelu za označavanje ose konusa u vertikalnom položaju.

Osi penetrometra i stalak u mreži sa mjernim diskom moraju biti odgovarajućih dimenzija za određivanje prodora maziva do 620 jedinica.

Konus je čvrst, sastoji se od konusnog dijela izrađenog od magnezija ili bilo kojeg drugog prikladnog materijala sa poklopcem od kaljenog čelika koji se može skinuti. Ukupna masa konusa treba da bude (102,5 ± 0,5) g, a masa ose čaure potpornog prstena treba da bude (47,5 ± 0,05) g.

Osovina treba da bude čvrsta, glatka šipka sa graničnikom na vrhu i odgovarajućim uređajem za spajanje na konus na dnu. Unutrašnji raspored se može modificirati kako bi se postigla određena masa, pod uslovom da se ne mijenja ukupan izgled i raspodjela mase. Vanjska površina mora biti glatko polirana.

Mikser čiji se obilazni prsten koristi za vraćanje prosute masti u posudu miksera. Prilikom mjerenja penetracije, premosni prsten treba postaviti 13 mm ili više ispod ivice čaše.

1b.2. Određivanje prodiranja neometanog maziva

Ispitivanje se provodi prema metodi navedenoj u stavu 1a.2.

Ako je penetracija uzorka veća od 400 jedinica, tada udaljenost između središta površine proizvodnog spremnika i vrha tijela ne smije biti veća od 0,25 mm.

1b.3. Određivanje prodiranja nepomiješanog maziva

Ispitivanje se provodi prema metodi navedenoj u tački 1a.3, ispunjavajući dodatni zahtjev dat u tački 1b.2 za uzorke sa penetracijom većom od 400 jedinica.

1b.4. Određivanje penetracije miješanog maziva

Ispitivanje se provodi prema metodi navedenoj u stavu 1a.4.

Ako je penetracija maziva veća od 400 jedinica, tada se staklo centrira pomoću uređaja za centriranje. Dozvoljena je upotreba kontrolne ploče.

1b.5. Određivanje penetracije dugo miješanog maziva

Ispitivanje se provodi prema metodi navedenoj u tački 1a.5, ispunjavajući dodatne zahtjeve date u tački 1b.4 za mazivo s penetracijom većom od 400 jedinica.

1b.6. Određivanje prodiranja briketiranog maziva

Ispitivanje se provodi prema metodi navedenoj u tački 1a.6.

1b.7. Preciznost određivanja

1b.7.1. Konvergencija

Rezultati ispitivanja koje je isti laboratorijski tehničar na istom aparatu dobio treba smatrati zadovoljavajućim ako nepodudarnosti između njih ne prelaze one navedene u Tabeli 2.

1b.7.2. Reproducibilnost

Rezultati ispitivanja dobijeni u različitim laboratorijama trebaju se smatrati zadovoljavajućim ako nepodudarnosti između njih ne prelaze one navedene u Tabeli 2.

tabela 2

Vrsta maziva

Opseg penetracije

Konvergencija

Reproducibilnost

Neometano

Od 85 do 475

Unstired

Shuffled

Dugo mešano

Briketirano

________________
* Određeno na 60.000 dvostrukih hoda klipa pri temperaturi zraka od 21 °C do 29 °C.

Sec. 1b. (Dodatno uveden, amandman br. 1).

Metoda B

1. OPREMA I MATERIJALI

1.1. Uređaj u skladu sa GOST 1440-78 za određivanje penetracije od 0 do 400 jedinica ili penetrometar Richardsonovog tipa sa konusom, čija bi ukupna masa s klipom trebala biti (150 ± 0,25) g.

Konus od mesinga ili čelika otpornog na koroziju sa uklonjivim čvrstim čeličnim vrhom. Pokretni dio je kruta os sa graničnikom u gornjem dijelu i uređajem za osiguranje konusa u donjem dijelu. Vanjska površina mora biti temeljno polirana.

Mikser za ručni ili automatski penetrometar. U potonjem slučaju, dizajn treba biti projektovan za 60±10 ciklusa u minuti.

Vodeno kupatilo sa poklopcem, koje obezbeđuje ispitivanje na temperaturi od (25±0,5) °C. Dimenzije kupke su proizvoljne u zavisnosti od broja određivanja i broja mešalica. Oblik kupke je pravougaonog oblika. Temperatura se kontroliše pomoću termostata TS-15 ili ručno. Dozvoljeno je koristiti zračnu kupelj umjesto vodene kupke ili provoditi testove u posebnoj prostoriji u kojoj se održava konstantna temperatura.

Metalna kutija sa poklopcem, kvadratnog postolja, unutrašnje dužine 100+5 mm i visine 70+5 mm.

Nož s ravnim i oštrim sječivom za čvrsta i briketirana maziva.

Lopatica od materijala otpornog na koroziju sa četvrtastim rubom i tvrdim rezačem.

Stakleni termometar od živine u skladu sa GOST 400-80, GOST 28498-90 ili bilo koji drugi laboratorijski termometar sa merenim temperaturnim opsegom od 0 do 100 °C i podelom skale od 1 °C.

Štoperica prema ND ili slično sa greškom mjerenja ne većom od 0,1 s.

Pamučna vuna ili materijal za čišćenje.

Odjeljak 1 (Promijenjeno izdanje, Izmjena br. 1).

2. PRIPREMA ZA TEST

2.1. Prodor se utvrđuje nakon mehaničke obrade (miješanja) masti ili bez miješanja.

2.2. Prije pripreme uzoraka, mazivo treba držati na sobnoj temperaturi najmanje 10 sati.

2.3. Za maziva sa penetracijom manjim od 200 priprema se jedan kombinovani uzorak, a sa penetracijom većim od 200 priprema se pet kombinovanih uzoraka. Za jedan uzorak uzmite 250-300 g maziva.

2.4. Prilikom utvrđivanja penetracije bez miješanja, mazivo se puni tako što se širi u staklo miksera uz najmanji mogući mehanički udar, sprječavajući stvaranje zračnih džepova. Zatim se čaša zatvori poklopcem, uroni u vodeno kupatilo sa temperaturom (25±0,5) °C i drži 1 sat. U tom slučaju voda ne bi trebalo da dođe u kontakt sa površinom maziva i gornja slavina stakla može viriti najviše 10 mm iz vode. Pokrijte vodeno kupatilo poklopcem.

Nakon 1 sata čaša sa lubrikantom se izvadi iz kupke, površina maziva se zagladi lopaticom (lopatica se drži pod uglom od 45° u odnosu na površinu i pomera horizontalno prema ruci u kojoj se lopatica nalazi ).

2.5. Prilikom određivanja penetracije ugljikovodičnih maziva, uzorak maziva i ispitna čaša stavljaju se u pećnicu i drže na temperaturi od (80 ± 5) °C dok se mazivo ne otopi i dostigne određenu temperaturu. Nakon toga, mazivo se sipa u ispitnu čašu tako da joj nivo bude 6 mm ispod ivice stakla i ostavlja se u isključenoj pećnici da se ohladi na (25 ± 5) °C. Ako ugljikovodično mazivo nakon topljenja ima tendenciju da promijeni svoju strukturu, staklo sa mazivom, nakon hlađenja u pećnici, prekriva se poklopcem i drži 16-18 sati na sobnoj temperaturi.

2.6. Prilikom utvrđivanja penetracije uz miješanje, mazivo se puni tako što se u posudu miksera razlije u tolikoj količini da ispuni cijelu zapreminu i djeluje kao sferni sektor visine 15 mm (ukupni volumen u posudi miksera trebao bi biti približno 15% veći od zapremina posude). Kada punite čašu, povremeno tapkajte po stolu kako biste potpuno uklonili zrak.

Sastavite mikser. Sastavljeni mikser sa zatvorenim poklopcem stavlja se u vodeno kupatilo temperature (25±0,5)°C i drži 1 sat.U tom slučaju voda treba da potpuno prekrije staklo miksera, uključujući i poklopac, ali ne više od 10 mm ispod otvora na poklopcu kroz koji prolazi šipka diska.

Izvadite mikser iz kade i obrišite vodu koja je ostala na njegovim zidovima. Staklo je pričvršćeno na postolje, a ručka miksera je pričvršćena za polugu i mazivo se počinje miješati.

Lubrikant se miješa naizmjeničnim podizanjem i spuštanjem ručke 60 puta (60±10) s, vraćanjem klipa u gornji položaj i skidanjem poklopca.

Bilješka. Čvrsta briketovana maziva ispituju se bez prethodnog miješanja, ako je to navedeno u standardu ili tehničkim specifikacijama za mazivo koje se ispituje. U tom slučaju izrežite blok maziva dimenzija 100x100x60 mm i stavite ga u metalnu kutiju koja je zatvorena poklopcem. Zatvorena kutija sa mazivom stavlja se u vodeno kupatilo, u kome se drži 1 sat na temperaturi od (25±0,5) °C.

Nakon 1 sata skinite poklopac sa kutije i ostavite kutiju u kadi u takvom položaju da voda bude blizu ivice kutije, ali ne iznad nje.

3. SPROVOĐENJE TESTA

3.1. Čaša s uzorkom maziva pripremljenog prema paragrafima 2.1-2.6 stavlja se na sto penetrometra (površina stola mora biti strogo horizontalna) i mjerenja počinju. Opšti izgled penetrometra prikazan je na slici 2.

Prokletstvo.2. Opšti pogled na penetrometar

1 - konus;

2 - čegrtaljka; 3 - strelica brojčanika; 4 - brojčanik; 5 - dugme za pokretanje

Bilješka. Neophodno je započeti mjerenja odmah po završetku pripreme uzorka kako bi se izbjegle promjene u konzistenciji maziva (Za masti napravljene od kompleksnih sapuna kalcijuma, barija, litijuma i aluminijuma, preporuča se određivanje penetracije izvršiti odmah nakon miješanja).

3.1.1. Prilikom testiranja uzorka nepomiješanog maziva, ako je očekivana vrijednost penetracije manja od 200, mjere se vrše u tačkama koje se nalaze na polovini poluprečnika kruga čašice, na ugaonoj udaljenosti od 120° jedna od druge.

3.1.2. Prilikom testiranja uzorka maziva bez miješanja, ako je očekivana vrijednost penetracije 200 ili veća, tada se mjerenje vrši na sredini obima čašice. Ispitivanje se provodi na pet uzoraka pripremljenih na sličan način.

3.1.3. Prilikom testiranja promešanog uzorka maziva, merenje se vrši na isti način kao i određivanje penetracije bez mešanja, s tom razlikom što se konus penetrometra nalazi u sredini posude za ispitivanje. Naredna mjerenja se vrše odmah nakon prvog mjerenja na istom uzorku. Prije sljedećih mjerenja, površina maziva se izravnava, premazuje, bez podvrgavanja mehaničkoj obradi.

3.1.4. Konus je postavljen tako da vrh dodiruje površinu maziva, dok konus ne smije dodirivati ​​zidove stakla.

Prije svakog testa, konus se temeljito očisti. Tokom čišćenja, konus bi trebao biti u najvišoj poziciji kako bi se izbjegla torzija ose. Nemojte dozvoliti da mast ili ulje dođu na osovinu - to može ometati njeno kretanje. Rotacija konusa nije dozvoljena, jer će to istrošiti mehanizam okidača.

3.1.5. Nakon ugradnje konusa, spustite čegrtaljku sve dok ne dođe u kontakt s klipom u koji je učvršćena drška konusa i postavite strelicu na nulu.

Istovremeno pokrenite štopericu i pritisnite dugme za pokretanje penetrometra, dopuštajući konusu da slobodno uroni u mazivo na 5 s, nakon čega se dugme otpušta. Zatim se čegrtaljka ponovo spušta dok ne dođe u kontakt sa klipom. Istovremeno, strelica na brojčaniku se pomiče zajedno sa čegrtaljkom.

3.1.6. Nakon očitavanja očitavanja na skali brojčanika, podignite čegrtaljku i klip sa konusom, temeljno očistite konus od masnoće materijalom za čišćenje i tako pripremite penetrometar za ponovno ispitivanje. Ako je potrebno, očistite konus materijalom za čišćenje navlaženim benzinom.

4. OBRADA REZULTATA

4.1. Rezultat ispitivanja se uzima kao aritmetička sredina rezultata tri određivanja za maziva s penetracijom do 200 i pet određivanja za maziva s penetracijom 200 ili više, zaokružena na višekratnike od pet.

4.2. Dozvoljena odstupanja između paralelnih određivanja ne bi trebalo da prelaze vrednosti ​​specifikovane u tabeli 3.

Tabela 3

Vrsta testa

Dozvoljene razlike, 0,1 mm, prilikom ispitivanja

jedan laboratorijski asistent na jednom instrumentu

dva laboratorijska asistenta na dva instrumenta

Nema miješanja maziva

Sa mešanjem maziva

DODATAK (referenca). Termini koji se koriste u standardu i objašnjenja za njih


PRIMJENA
Informacije

Termin

Objašnjenje

Prodor maziva

Dubina do koje je konus penetrometra uronjen u mazivo pri određenoj masi konusa, vrijeme njegovog uranjanja i temperatura maziva, izražena u jedinicama koje odgovaraju desetinkama milimetra

Miješanje

Proces obrade maziva u mikseru

Prodor neometanog maziva

Penetracija maziva dovedena do temperature od 25 °C i smještena u proizvodnom spremniku u nesmetanom stanju

Prodor nepomiješanog maziva

Penetracija maziva dovedena do temperature od 25°C, koja podliježe minimalnim promjenama kada se pažljivo prebaci iz posude u staklo miksera ili drugu čašu odgovarajuće veličine

Penetracija miješanog maziva

Penetracija kombinovanog uzorka maziva dovedena je do temperature od 25 °C, a zatim se meša u standardnoj mešalici sa klipom koji izvodi 60 ± 10 dvostrukih udaraca tokom 60 s

Penetracija dugo miješanog maziva

Penetracija kombiniranog uzorka maziva nakon miješanja u standardnoj miješalici s klipom koji je izvršio više od 60 dvostrukih udaraca.

Bilješka. Prodor mekih maziva zavisi od prečnika proizvodnog kontejnera. Stoga, neporemećena i nepomešana maziva sa penetracijom većom od 265 jedinica treba testirati u proizvodnim posudama čiji je prečnik jednak prečniku posude miksera. Ako penetracija maziva ne prelazi 265 jedinica, razlika između promjera posude i čaše miksera nema primjetan učinak na rezultate određivanja

Prodor briketiranog maziva

Penetracija uzorka maziva dovedena do temperature od 25 °C s konzistencijom koja osigurava očuvanje oblika uzorka

Skupljeni uzorak

_______________
* GOST R 50779.10-2000, GOST R 50779.11-2000 su na snazi ​​na teritoriji Ruske Federacije. - Napomena "ŠIFRA.


PRIMJENA. (Dodatno uveden, amandman br. 1).

Tekst dokumenta je verifikovan prema:
službena publikacija
Maziva, industrijska
ulja i srodnih proizvoda.
Metode analize: sub. standardima. -
M.: Standardinform, 2006

Kvaliteta maziva određena je velikim brojem pokazatelja. Jedna od njih je njegova konzistentnost. Za označavanje debljine i konzistencije koristi se poseban naučni koncept.

Prodor maziva je karakteristika koja određuje konzistenciju i stepen debljine masti. Za visokotemperaturne masti ova brojka može varirati od 170 do 400.

Ovo je pokazatelj po kojem se mogu suditi o reološkim svojstvima određenog maziva i njegovoj čvrstoći. Prodor maziva karakterizira stepen uranjanja konusa (njegova masa je standardna za takva mjerenja) u mazivo u određenom vremenskom periodu na određenoj temperaturi.

Kada provodite istraživanje, obično birate:

  • temperatura okoline od 25 stepeni Celzijusa;
  • vrijeme ronjenja - 5 sekundi.

Broj penetracije zavisiće od dubine do koje će konus uroniti u plastično-tečni medij tokom ovog vremenskog perioda. Na primjer, sa dubinom uranjanja od 30 cm, broj penetracije će biti 300. Što je konus dublje uronjen, to je specifični medij pokretniji i fluidniji. Broj prodiranja određuje hoće li se mazivo smrznuti zimi (što više, to bolje).

Šta utiče na gustinu i konzistenciju medija?

Prodor maziva sigurno će ovisiti o:

  • indeks viskoznosti baznog ulja (disperzioni medij);
  • procenat zgušnjivača.

Istovremeno, penetracija i indeks viskoznosti nisu ekvivalentni koncepti. Viskoznost disperzijskog medija sigurno će utjecati na reološka svojstva određenog maziva. Međutim, broj penetracije može varirati ovisno o temperaturi okoline, miješanju ulja sa zgušnjivačem itd.

Ovisno o tome koji se tip zgušnjivača koristi za proizvodnju određenog maziva, ovisit će i viskozitet konačnog proizvoda. Maziva koja su pripremljena pomoću nekoliko zgušnjivača manje su podložna vanjskim utjecajima. Kalcijum i litijum maziva će uvek imati veću stabilnost.

Obrada metala-2019

Kompanija TECHLUBE učestvovala je na štandu BAVARIA na 20. jubilarnoj međunarodnoj specijalizovanoj izložbi - Obrada metala-2019.