Politechnika Gdańska

Wydział Budownictwa Lądowego

Wydział Budownictwa

Rok akademicki 1997 / 98

Lądowego

Laboratorium z Materiałów

Budowlanych

Temat:

Badanie techniczne materiałów bitu-

micznych. Badanie pap asfaltowych na
tekturze.

Grupa 5

Środa godz. 11

15

2

Badanie techniczne materiałów bitumicznych.

Asfalt drogowy i przemysłowy.

I. Opis teoretyczny.

1. Lepiszcze

– materiał wiążący pochodzenia organicznego (asfalt, smoła).

2. Spoiwo -

materiał wiążący pochodzenia nieorganicznego (cement, wapno,

gips).

3. Bitum

– mieszanina węglowodanów wielkocząsteczkowych pochodzenia natu-

ralnego lub otrzymywana w procesie pirogenezy (destylacja) o konsystencji od
ciekłej do stałej, rozpuszczalne w dwusiarczku węgla (benzen) i innych roz-
puszczalnikach organicznych (nafta, benzyna).

4. Pochodzenia asfaltu:

- naturalne (jeziora, (kopalina)) – złoża asfaltowe powstałe z zalegających

rop w gruncie, po odparowaniu składników lżejszych (skały bitumiczne),

- ponaftowe – powstałe w procesie rafinacji ropy naftowej. Ropę naftową

dzielimy na: asfaltową (do 80 % czystego asfaltu), półasfaltową (10-30 %
asfaltu), bezasfaltową.

II. Badanie techniczne.

1. Asfalty drogowe

– do budowy i utrzymywania nawierzchni dróg (asfalto-

beton).

Typy

– w zależności od zawartości parafiny:

- D – drogowy, bezparafinowy (do 2%),
- D

P

– drogowy parafinowy (do 3%).

Rodzaje

– w zależności od wartości penetracji:

300; 200; 100; 70; 50; 35; 20

– w jednostkach penetracji.

a) Penetracja

– głębokość na jaką zanurza się igła penetracyjna (określony

kąt, masa, długość). Penetracja określa konsystencję badanego asfaltu.
Badaniu poddaje się każdą partię materiału i wykonuje się na terenie bu-
dowy.

b) Jednostka penetracji

– głębokość równa 0,1 mm na którą zanurzy się igła

penetracyjna pod obci

ążeniem 100 g w temp. +25

o

C w ciągu 5 sek.

Do badania penetracji za pomocą penetrometru przygotowujemy dwie

próbki. W tym celu do naczynia penetracyjnego (np. aluminiowego) wlewamy
przez sito asfalt. Następnie należy go ogrzać aby pozbyć się zanieczyszczeń
mechanicznych, a także powietrza. Tak przygotowane próbki umieszczamy w
wodzie o temperaturze +25

o

C.

Pomiar polega na trzykrotnym nakłuciu próbki igłą penetracyjną wg

schematu:

3

Należy przemyć igłę benzyną, umieścić ją tuż nad powierzchnią próbki,

wyzerować przyrząd i zwolnić igłę na pięć minut.

Największa dopuszczalna różnica między pomiarami:

-

rodzaje asfaltów: 0-50

- 2 jednostki,

50-150

- 4 jednostki,

150-250

- 6 jednostek,

>250

- 6 jednostek.

2.

Asfalty przemysłowe

Typy

– podział ze względu na własności fizyczne i użytkowe:

- PK – przemysłowy kruchy – zastosowanie jako substancja izolu-

jąca, plastyfikator w przemyśle gumowym, w produkcji brykietu.

- PS – przemysłowy izolacyjny – zastosowanie w produkcji mas

powłokowych, impregnacyjnych, pap, emulsje, roztwory asfalto-
we, lepiki, kity, masy uszczelniające.

Gatunki

– przemysłowe kruche - w zależności od temperatury mięknie-

nia:

PK-60; PK-70; PK-90; PK-120; PK-135

Gatunki

– przemysłowe izolacyjne - w zależności od temperatury mięk-

nienia i stopnia uplastycznienia:
PS-40/175; PS-75/30; PS-80/20; PS-85/25; PS-85/40; PS-1-5/15.

a)

Temperatura mięknienia – wg metody pierścienia i kulki jest to tempera-
tura przy której asfalt umieszczony w znormalizowanym pierścieniu w
określonych warunkach pod ciężarem stalowej kulki dotknie podstawy apa-
ratu.
Istnieje także metoda Krämera-Sarnowa polegająca na obciążeniu próbek

pięcioma gramami rtęci.

min 1 cm

min 1 cm

woda lub
gliceryna

palnik

– przyrost temp.

5

o

C / 5 min.

termometr

pierścień

kulka d = 9,5 mm

4

Dopuszczalna odchyłka między jedną, a drugą próbką wynosi :

- 1

o

C dla asfaltów o temperaturze mięknienia do 50

o

C,

- 2

o

C dla asfaltów o temperaturze mięknienia > 50

o

C.

Badanie techniczne arkuszowych materiałów

izolacyjnych.

I. Opis teoretyczny.

1. Norma przedmiotowa

–

dotycząca pap asfaltowych na tek-

sturze. Określa rodzaje, odmiany, wymiary, itp.

2. Norma przewodnia

–

dotycząca przeprowadzania badań tech-

nicznych pap asfaltowych na teksturze.

3.

Nośnik (wkładka, osnowa) – warstwa tekstury przesycona impregnatem
asfaltowym (ew. tkanina przemysłowa, folie metalowe, welony szklane
zamiast tekstury)

4. Papa termozgrzewalna

APP (ataktyczny polipropylen)

– pierwsze papy na asfalcie

modyfikowanym; produkcji włoskiej.
SBS (sturen

– butadien – styren) – modyfikacja papy APP w wyniku

której jest ona bardzo trwała (ok 30 lat), odporna na temperatury -
zarówno dodatnie jak i ujemne, nieodporna na ultrafiolet (zastosowanie
posypek).
APP/SBS

– papa podwójna, część zewnetrzna to SBS, a wewnętrzna

APP

5.

Podział i oznaczenia pap asfaltowych na teksturze:

Rodzaje

I

– izolacyjna – nie stosuje się do pokryć dachowych, izolacji

wodoszczelnych (woda pod ciśnieniem), papaizolacji, warstw
zewnętrznych układów izolacyjnych.

P

– podkładowe – podstawa izolacji przeciwwilgotnościowych,

wodoszczelnej, podkładowe warstwy pokryć dachowych.

W

– wierzchniego krycia – j.w. lecz wierzchnie warstwy pokryć

dachowych.

Odmiany

I/333

– ciężar 1 m

2

nośnika 333 g

I/400

– ciężar 1 m

2

nośnika 400 g

I/500

– ciężar 1 m

2

nośnika 500 g

P/333/1100

– ciężar nośnika, ilość masy impregn., powłoki na m

2

P/400/1200

–

“

“

“

… … …
P/500/1700

–

“

“

“

W/400/1200

–

“

“

“

PN

– 89

B -27617

PN

– 90

B -04615

5

W/400/1600

–

“

“

“

… … …
W/500/1700

–

“

“

“

III.

Rodzaje badań technicznych (papy smołowe i asfaltowe):

1.

Wygląd zewnętrzny.

2. Wymiary.
3.

Dokładność nasycenia impregnatem.

4.

Oznaczenie masy składników metodą ekstrakcji.

5. Ozna

czenie giętkości.

6.

Oznaczenie przesiąkliwości.

7.

Oznaczenie nasiąkliwości ( papy smołowe).

8.

Oznaczenie odporności na działanie podwyższonych temperatur.

9.

Oznaczenie zawartości części lotnych.

10.

11. Oznaczenie siły zrywającej przy rozciąganiu i oznaczenie wydłużenia
przy rozrywaniu.

Dwa rodzaje badań:

- niepełne – wykonywane przy każdym odbiorze nowej partii materiału

(dotyczy badań 1, 2, 3),

- pełne – wykonywane w uprawnionych laboratoriach.

Do badania losuje się próbki, które należy przechowywać 24 godz. w
ogrzewany

m pomieszczeniu, następnie rozwijamy rolki i sprawdzamy stan

krawędzi, rozmieszczenie posypki, dziury, uszkodzenia, długość (z
dokładnością do 5 cm), szerokość ( do 1 cm).
Wycinamy próbki jednostkowe: odrzucamy pierwsze 1,5 m od brzegu rolki,
następnie wycinamy próbki 1,7 m. Z nich wycinamy kółka, kwadraty,
zaznaczając kierunek arkusza.
Do badania nr 3 wycinamy próbki o wymiarach 100x100 mm, rozcinamy
wkładkę i sprawdzamy, czy kolor jest jednolity.

Ad.4) Ekstrakcji dokonujemy w czystym benzenie metoda Soxl

et’a. Próbki

100x100 mm dzielimy na paski i wkładamy do bibuły ekstrakcyjnej,
następnie ważymy próbki z dokładnością do 0,01 g przed jak i po
ekstrakcji.

X

1

= (g - o) x 100

gdzie: X

1

– ilość masy asfaltowej,

g

– masa próbki przed badaniem,

o

– masa próbki po badaniu,

100

– powierzchnie próbki.

Ad. 5) Próbki o wymiarach 200x50 mm wycięte w obu kierunkach arkusza

przeginamy do okoła półobwodu walca. Następnie sprawdzamy pod
mikroskopem wygląd zewn. Średnicę wałka dobieramy wg normy.

Ad. 6) Próbkę umieszczoną w odpowiednim naczyniu poddajemy działaniu

słupa wody. Niedopuszczalne jest aby przez papę przesiąkła woda.

6

Wysokość słupa wody określa norma i jest to odpowiednio dla rodzaji:
I

– 100mm; P – 500 mm; W – 1000 mm, a czas badania to 3 doby.

Ad. 8

) Przygotowujemy 6 próbek 100x50 mm wycinając je w dwóch

kierunkach arkusza, które zawieszamy w suszarce na półce.
Wysokość temperatury określa norma i jest to około 70

o

C. Proces

trwa 2 h. Następnie należy porównać próbkę z oryginałem i opisać
zmiany.

Ad

. 10,11) Przygotowujemy 10 próbek o wymiarach 250x50 mm (po 5 z

kierunku podłużnego i poprzecznego). Próbki umieszczamy w
maszynie zrywającej, która rejestruje wartość siły zrywającej, a także
wydłużenie próbki. Wartości obliczamy dla każdego kierunku ze
w

zorów:

E

śr1

= (



L / L ) x 100%

E

śr2

= (



L / L ) x 100%

E

śrkoń

= ( E

śr1

+ E

śr2

) / 2

gdzie: E

śr1

– wydłużenie średnie próbki z kierunku poprzecznego,

E

śr2

– wydłużenie średnie próbki z kierunku podłużnego,

E

śrkoń

– wydłużenie średnie końcowe,



L

– wydłużenie próbki,

L

– długość początkowa próbki.

W wykonanym przez nas badaniu



L = 5 mm, L = 200 mm, a siła

zrywająca P = 390 N.

E

śr

= (



L / L ) x 100% = ( 5/200 ) x 100% = 0,025 %

Wg normy badana papa należy do odmiany P 400/1200, gdyż siła była

większa od minimalnej równej 315 N, a wydłużenie średnie końcowe
było mniejsze od 2 %.