ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
Утверждено
распоряжением
Минтранса России
от 26.05.2003 №
ОС-476-р
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СОСТАВА
ПОЛИМЕРНО-БИТУМНЫХ ВЯЖУЩИХ
НА ОСНОВЕ СБС,ПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОННЫХ
СМЕСЕЙ ИПОЛИМЕРАСФАЛЬТОБЕТОНА
(для опытного применения)
МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЛУЖБА ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА
(Росавтодор)
Москва 2003
РАЗРАБОТАН
ФГУП «Союздорнии».
ВНЕСЕН
Управлением инноваций и технического нормирования в дорожном хозяйстве Государственной
службы дорожного хозяйства Министерства транспорта Российской Федерации.
ПРИНЯТ
И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ распоряжением Министерства транспорта Российской Федерации.
ПРЕДИСЛОВИЕ
При
изготовлении полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) предусматривается введение в
нефтяные битумы оптимального количества дорогостоящего блоксополимера типа СБС
с целью получения вяжущих, удовлетворяющих требованиям ОСТ 218.010-98.
Это
обстоятельство диктует настоятельную необходимость в осуществлении контроля состава
ПБВ, полимерасфальтобетонной смеси и полимерасфальтобетона на их основе.
Однако
в настоящее время и в зарубежной, и в отечественной практике отсутствуют
быстрые и достаточно точные методы определения наличия и содержания полимеров в
материалах на их основе.
Целью
проведенной работы была разработка методов контроля состава ПБВ,
полимерасфальтобетонных смесей и полимерасфальтобетона.
Отличие
и новизна предлагаемых методов контроля заключаются в том, что они доступны в
исполнении и достаточно точно позволяют определить наличие ПБВ, содержание
полимера в ПБВ, полимерасфальтобетонной смеси и в полимерасфальтобетоне
(покрытии).
Преимущества
этих методов состоят в том, что они позволяют осуществлять контроль состава
указанных материалов как в процессе их производства, так и при приемке готового
покрытия с требуемой точностью и с использованием доступных материалов и
лабораторного оборудования.
При
разработке методов контроля состава полимерно-битумных вяжущих,
полимерасфальтобетонных смесей и полимерасфальтобетона учтены положения
государственной политики в области дорожного хозяйства и государственной
системы стандартизации, изложенной в следующих источниках:
Приказ
№ 9 Федерального дорожного департамента от 31.01.95 «О повышении качества
выпускаемых асфальтобетонных смесей дорожно-строительными организациями
Российской Федерации».
Приказ
№116 Федерального дорожного департамента от 31.08.95 «О
производстве и применении модифицированных битумов при строительстве дорог».
Распоряжение
№ 220-Р от 11.07.2001 г. Государственной службы дорожного
хозяйства Минтранса Российской Федерации (Росавтодор) «О применении
полимерно-битумных вяжущих (ПБВ) па основе
блоксополимеров типа СБС».
ОСТ
218.010-98 «Вяжущие
полимерно-битумные дорожные на основе блоксополимеров типа СБС. Технические
условия», введенный в действие 12 мая 1998 г.
приказом № 91 Федеральной дорожной службы.
Предлагаемый
ОДМ «Методы контроля состава полимерно-битумных вяжущих на основе СБС,
полимерасфальтобетонных смесей и полимерасфальтобетона» разработан
сотрудниками ФГУП «Союздорнии» канд. техн. наук Гохманом Л.М., Гурарий Е.М., Давыдовой А.Р., инж. Гершкохен С.Л.
Замечания
и предложения по настоящей работе просьба направлять по адресу: 143900,
Московская обл., г. Балашиха-6, ш. Энтузиастов, 79, ФГУП «Союздорнии».
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1.
Разработанные методы позволяют определить содержание
блоксополимеров типа СБС в полимерно-битумных
вяжущих, полимерасфальтобетонных смесях и в
полимерасфальтобетоне наличие ПБВ в полимерасфальтобетонной
смеси и покрытии, а также содержание ПБВ в полимерасфальтобетонных смесях и в
полимерасфальтобетоне.
1.2. Новизна этих методов состоит в том, что они позволяют
осуществлять контроль состава материалов на основе блоксополимеров типа СБС в
процессе производства и при их приемке, а также определять наличие
полимерно-битумных вяжущих в покрытии.
2. ОПИСАНИЕ МЕТОДОВ
2.1. Метод определения содержания
блоксополимера типа СБС в ПБВ
Для
определения содержания блоксополимеров типа СБС, в том числе ДСТ, в ПБВ
необходимо знать точное содержание индустриального масла в ПБВ, а также иметь
образец битума, использованного при приготовлении данного ПБВ, при отсутствии
такового следует использовать битум такой же марки.
Сущность
метода заключается в сопоставлении концентрационной зависимости условной
характеристической вязкости полимера в анализируемом ПБВ с аналогичной
зависимостью для ПБВ известного состава.
Этот
принцип основывается на том, что условная характеристическая вязкость полимера
не зависит от содержания полимера в ПБВ, а зависит только от его молекулярной
массы.
2.1.1.
Аппаратура, реактивы и материалы
Вискозиметр
капиллярный стеклянный ВПЖ-2 по ГОСТ 10028-81E*, диаметр капилляра 0,73 мм.
Весы
лабораторные общего назначения и образцовые по ГОСТ 24104-88, класса точности
3 или другие весы такого же класса точности.
Гири
общего назначения Г-2-210 по ГОСТ 7328-82.
Центрифуга
типа ЦЛС 31 М.
Сосуд
цилиндрический СЦ-5 вместимостью 5000 мл по ГОСТ 23932-90.
Колбы
плоскодонные ПКШ-100-29/32 по ГОСТ 23932-90 или поГОСТ 25336-82.
Кружка
фарфоровая вместимостью 500 мл № 2 по ГОСТ 9147-78*.
Пипетка
с одной меткой вместимостью 10 мл.
Воронка
стеклянная с впаянной пластинкой № 4.
Сито
металлическое с сеткой № 02 по ГОСТ 6613-86.
Термометр
лабораторный по ГОСТ 400-80.
Пробки
резиновые, диаметр 29 мм.
Лабораторная
мешалка.
Скальпель
медицинский.
Песчаная
баня.
Секундомер.
Минеральный
порошок, неактивированный по ГОСТ 16557-78.
Толуол
по ГОСТ 5789-78*.
Индустриальное масло марки И-40А по ГОСТ 20799-88.
Битум
марок БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130 по ГОСТ 22245-90.
2.1.2. Подготовка к испытанию
2.1.2.1. Образец ПБВ нагревают до 155-165 °С и проверяют на
однородность (по ОСТ 218.010-98). В том
случае, если ПБВ неоднородно, то его фильтруют
через сито с сеткой № 02, после чего определяют только растворенную в процессе
приготовления ПБВ часть полимера либо доводят ПБВ с помощью механической
мешалки до однородного состояния, после чего определяют содержание всего
введенного в ПБВ полимера, способного растворяться.
2.1.2.2.
Для определения содержания полимера в ПБВ по данной методике
необходимо знать точное содержание индустриального масла в ПБВ, а также иметь
образец битума, использованного при
приготовлении данного ПБВ. Образец битума отбирается из котла непосредственно
перед загрузкой полимера и пластификатора или раствора полимера. При отсутствии
указанного образца битума используют битум той же марки, на которой было
приготовлено ПБВ. При отсутствии образца битума или сведений о его марке может
быть использован битум одной из следующих марок: БНД 40/60, БНД 60/90, БНД 90/130.
2.1.2.3. ПБВ, содержащее 10 % индустриального масла, анализируют
без корректировки состава. ПБВ, содержащее иное количество индустриального
масла, корректируют добавлением битума или индустриального масла.
Расчет
добавляемых масс проводят по следующим формулам:
, (1)
, (2)
где:
qПБВ - масса ПБВ, подлежащая
корректировке;
АМ- содержание индустриального масла в
анализируемом ПБВ, %;
qБ - масса битума, которую
необходимо добавить в ПБВ, содержащее более 10 % индустриального масла, г;
qМ - масса индустриального масла,
которую необходимо добавить к ПБВ, содержащему менее 10 %
индустриального масла, г.
В
фарфоровой кружке взвешивают 20-30 г анализируемого ПБВ с точностью ±0,01
г и, в случае необходимости корректировки, добавляют рассчитанное количество
битума или масла и затем толуол из расчета 5 мл на 1 г массы. Работа должна проводиться
в помещении, оборудованном приточно-вытяжной
вентиляцией непосредственно в вытяжном шкафу при включенной вентиляции. Кружку
нагревают на песчаной бане до 80-90 °С, содержимое перемешивают с помощью
механической мешалки до получения однородной системы, затем охлаждают. Для
удаления из раствора нерастворимых образований в кружку добавляют минеральный
порошок из расчета 2 г/г массы откорректированного ПБВ, массу перемешивают в
течение 3-5 мин и переливают в пробирки для центрифугирования (основная масса
порошка остается на дне кружки). Пробирки центрифугируют 0,5 ч при скорости
вращения барабана центрифуги 5000 об/мин. После остановки барабана раствор
сливают в чистые пробирки и повторяют центрифугирование. Затем отгоняют толуол,
используя стандартный прибор, состоящий из круглодонной колбы, насадки Вюрца, термометра, холодильника Либиха, аллонжа, приемной
колбы и колбонагревателя. Отгонку заканчивают по достижении в колбе температуры
135-140 °С. Оставшуюся массу ПБВ наливают в чашки Петри слоем 1 мм и сушат в
термошкафу при 130 °С до постоянной массы - изменение массы не должно превышать
0,04 г/ч. Первое взвешивание производят через 2 ч, последующие - через 1 ч. По
окончании сушки ПБВ из чашек переносят в металлический бюкс, нагревают до 160 °С,
перемешивая с помощью термометра до однородного состояния.
2.1.2.4.
Дополнительно для анализа на основе отобранного битума готовят образец
разжиженного битума с 10 % индустриального масла. Полученный образец растворяют
в толуоле и проводят операции, аналогичные тем, которые были проведены с ПБВ(см.п. 2.1.2.3).
В
каждую из 10 конических одногорлых
плоскодонных колб (НШ 29, V = 100
мл) отбирают навески разжиженного битума и ПБВ согласно табл. 1.
Доля
полимера в пробах (А) определяется по следующей формуле:
, (3)
где:
qПБВ - навеска ПБВ в пробе, г.
Таблица 1
Навески ПБВ и разжиженного битума
№№ колб | Навеска, г | Доля полимера в ПБВ от его искомого содержания,
А, % |
ПБВ | Разжиженного битума |
0 | 0 | 2,0000 | 0 |
0 | 0 | 2,0000 | 0 |
1.3 | 1,3000 | 0,7000 | 65 |
1.4 | 1,4000 | 0,6000 | 70 |
1.5 | 1,5000 | 0,5000 | 75 |
1.6 | 1,6000 | 0,4000 | 80 |
1.7 | 1,7000 | 0,3000 | 85 |
1.8 | 1,8000 | 0,2000 | 90 |
1.9 | 1,9000 | 0,1000 | 95 |
2.0 | 2,000 | 0 | 100 |
Примечания:
- № колбы соответствует навеске ПБВ
в ней;
- две пробы № 0
предусмотрены для повышения точности определения относительной вязкости;
- в каждую колбу,
начиная с № 1.3, отбирают две навески - ПБВ и разжиженного битума - так,
чтобы общая навеска пробы составляла 2 г;
-
доля полимера в пробе № 2.0 принята за 100 %, во всех остальных пробах
уменьшают навеску ПБВ за счет введения такого же количества разжиженного
битума, тем самым уменьшая долю полимера в каждой пробе.
2.1.2.5.
В колбы с навесками отмеряют по 10 мл толуола. Колбы герметично закрывают резиновыми пробками с прокладками из тонкой
полиэтиленовой пленки и ставят на песчаную баню, нагретую до 100-105 °С. Периодически
колбы встряхивают до получения однородного раствора, после чего дополнительно
выдерживают 0,5 ч на горячей песчаной бане, далее охлаждают до температуры
окружающей среды.
2.1.3.
Проведение испытания
Определение
относительных вязкостей приготовленных проб проводят с помощью вискозиметра,
помещенного в стеклянный цилиндрический сосуд (d = 17,5 см, h = 21
см) с дистиллированной водой. Рядом с сосудом устанавливают 3 штатива. На одном
крепится термометр, на втором - перемешивающее устройство, на третьем -
вискозиметр, которые помещены в сосуд. Испытания проводят при 25±0,1 °С. Пробы
следует анализировать в порядке, указанном в табл. 1.
С
помощью стеклянной воронки с впаянной пластинкой № 4 в вискозиметр заливают
приготовленную пробу, термостатируют в течение 5 мин, после чего определяют
время истечения (t) через капилляр вискозиметра.
Замеры повторяют до получения не менее 10 одинаковых параллельных
результатов. После чего раствор тщательно сливают из вискозиметра и заливают
следующий. Окончательные результаты измерений вносят в табл. 2.
2.1.4. Обработка
результатов
Комментарии (0)
Чтобы оставить комментарий вам необходимо авторизоваться