МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ  ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 января 1999 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 24 ноября 1998 г. № 16

23 Определение состава смеси

Сущность методов заключается в определении содержания вяжущего и зернового состава минеральной части смеси.

23.1 Метод экстрагирования вяжущего

Метод предусматривает определение содержания вяжущего путем экстрагирования его из смеси в специальных приборах-экстракторах с помощью растворителей.

23.1.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Весы лабораторные по ГОСТ 24104 4-го класса точности.

Прибор — аппарат типа Сокслет, состоящий из колбы, обратного холодильника и насадки стеклянной лабораторной для экстрагирования по ГОСТ 23932.

Баня песчаная.

Шкаф сушильный.

Чашка фарфоровая по ГОСТ 9147.

Баня водяная.

Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

Вата по ГОСТ 5556.

Растворители: хлороформ по ГОСТ 20015, спиртхлороформ (20 % спирта по ГОСТ 17299, 80 % хлороформа), спиртбензол (20 % спирта, 80 % бензола по ГОСТ 5955), четыреххлористый углерод по ГОСТ 20288, трихлорэтилен по ГОСТ 9976 и др.

23.1.2 Порядок подготовки к проведению испытания

Пробу смеси берут из смесителя или из разогретой и тщательно перемешанной вырубки:
для песчаных смесей — 100 г, мелкозернистых и крупнозернистых — 500 г.

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, закрывают ватой, снова взвешивают с точностью до 0,01 г и помещают в экстракционную насадку 2 (рисунок 11). Патрон, заложенный в насадку, должен быть не менее чем на 1 см ниже уровня сифона. К верхней части насадки присоединяют холодильник 1, а к нижней — колбу с растворителем 3.

23.1.3 Порядок проведения 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 переливают в колбу по сифонной трубке.

 
Рисунок 11 — Аппарат типа Сокслет

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.

Если наиболее мелкие частицы минерального материала смеси проходят в экстракт, то его нужно осторожно слить из колбы в чашку 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.

23.1.4 Обработка результатов испытания

Массовую долю вяжущего в смеси qв %, вычисляют с точностью до первого десятичного знака по формулам:

при дозировке вяжущего, включенного в 100 % состава смеси

                                   (28)

при дозировке вяжущего сверх 100 % минеральной части смеси

                                     (29)

где G — масса высушенного патрона с ватой, г;
G1 — масса патрона с ватой и смесью до экстрагирования, г;
G2 — масса патрона с ватой и минеральным остатком после экстрагирования и высушивания, г.

Массовую долю вяжущего определяют по результатам двух параллельных испытаний. Расхождение между результатами параллельных определений не должно быть более 0,2 % (по абсолютной величине).

Примечание — Для экстрагирования вяжущего могут быть использованы экстракторы различных типов в соответствии с инструкциями по их эксплуатации.

23.2 Определение зернового состава минеральной части смеси после экстрагирования

23.2.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Набор сит с отверстиями требуемого размера по ГОСТ 6613.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104 4-го класса точности.

Шкаф сушильный.

Чашка фарфоровая диаметром 15—25 см по ГОСТ 9147.

Пестик с резиновым наконечником.

Сосуд вместимостью 6—10 л.

23.2.2 Проведение испытания и обработка результатов испытания

Пробу минеральной части смеси, оставшуюся после экстрагирования по 23.1.3, взвешивают, затем помещают в фарфоровую чашку, 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±5) °С.

Промывание и растирание минерального материала непосредственно на сите с сеткой № 0071 не допускаются.

Высушенную пробу минерального материала просеивают через набор сит.

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 5 мм;

если масса частиц, прошедших через сито с отверстиями размером 0,63 мм, не превышает 0,05 г, а прошедших через сито с отверстиями размером 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, округленные до первого десятичного знака.

Содержание зерен размером менее 0,071 мм в процентах определяют вычитанием из 100 % суммы остатков на всех ситах.

23.3 Метод выжигания вяжущего

23.3.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Печь муфельная.

Весы лабораторные по ГОСТ 24104 4-го класса точности.

Лотки керамические или металлические огнеупорные.

Щипцы.

23.3.2 Порядок подготовки к проведению испытания

Два лотка взвешивают, помещают в них смесь в количестве по 300—400 г, после чего лотки со смесью вновь взвешивают.

23.3.3 Порядок проведения испытания

Лотки со смесью помещают в муфельную печь, температуру в печи доводят до (500±10) °С и выдерживают при этой температуре в течение 1,5 ч. После прокаливания лотки вынимают щипцами из печи и охлаждают на толстой металлической плите до комнатной температуры. После охлаждения лотки взвешивают и вновь прокаливают при (500±10) °C в течение одного-двух 30-минутных периодов до постоянной массы.

23.3.4 Обработка результатов испытания

Зерновой состав минеральной части смеси после выжигания из нее битума определяют в соответствии с 23.2.

Массовую долю вяжущего qб, %, вычисляют с точностью до второго десятичного знака по формулам:

при дозировке вяжущего, включенного в 100 % состава асфальтобетонной смеси

                      (30)

при дозировке вяжущего сверх 100 % минеральной части смеси
                   (31)

где G — масса лотка, г;
G1 — масса лотка с навеской смеси до выжигания, г;
G2 — масса лотка с навеской смеси после выжигания, г.

Массовую долю вяжущего определяют по результатам двух параллельных испытаний. Расхождение между результатами параллельных определений не должно быть более 0,2 % (по абсолютной величине).

23.4 Метод отмывки вяжущего растворителем

Настоящий метод применяют при контроле качества приготовления только асфальтобетонных смесей. Метод не допускается применять при определении содержания разжиженных битумов.

23.4.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Весы лабораторные по ГОСТ 24104 4-го класса точности.

Стакан металлический высотой 15 см, диаметром 10 см с герметически закрывающейся крышкой.

Набор сит с отверстиями требуемого размера по ГОСТ 6613.

Шкаф сушильный.

Чашки фарфоровые по ГОСТ 9147 диаметром 15—25 см.

Цилиндр стеклянный мерный (градуированный) по ГОСТ 1770 вместимостью 0,5—1 л.

Ложка металлическая.

Пипетка стеклянная по ГОСТ 1770 вместимостью 50 см3.

Кисть.

Баня песчаная.

Кристаллизатор по ГОСТ 23932 диаметром 30—40 см.

Растворитель (керосин, бензин и т.п.).

23.4.2 Порядок подготовки к испытанию

Пробу смеси, вырубку (керн) из покрытия помещают в сушильный шкаф и нагревают до температуры 70—80 °С , комки тщательно размельчают ложкой и шпателем. Из подготовленной смеси в зависимости от максимального размера зерен берут навеску не менее, г:

500 — для песчаной смеси;
1000 — для мелко- и крупнозернистой смеси.

23.4.3 Порядок проведения испытания

Навеску смеси переносят в металлический стакан и заливают растворителем. Уровень растворителя над смесью должен быть не менее 1 см. Стакан герметически закрывают крышкой и интенсивно встряхивают в течение 10—15 мин. Полученный раствор вяжущего с взвешенными частицами минерального материала 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. Минеральный материал на ситах промывают растворителем до исчезновения окраски.

Для определения содержания вяжущего раствор его вместе со взвешенными в нем частицами минерального материала тщательно перемешивают, переливают в кристаллизатор и оставляют в спокойном состоянии на 1 ч. Затем из кристаллизатора с глубины 3—5 мм от поверхности пипеткой отбирают 50 см³ раствора и переносят его в фарфоровую чашку. Остатки раствора в пипетке смывают в чашку чистым растворителем. Растворитель удаляют из чашки выпариванием на песчаной бане при температуре 150—160 °С при определении содержания вязкого и 100—120 °С — жидкого вяжущего. Выпаривание прекращают, когда разность между двумя взвешиваниями не превышает 0,05 г.

23.4.4 Обработка результатов испытания

Содержание вяжущего в смеси gб, г, определяют по формуле

                   (32)

где V1 — объем растворителя, израсходованный на извлечение вяжущего из смеси, см3;
б — истинная плотность вяжущего (при расчете принимают равной 1,0 г/см3);
G — масса фарфоровой чашки с вяжущим после выпаривания растворителя, г;
G1 — масса фарфоровой чашки, г;
V2 — объем раствора вяжущего, отобранного пипеткой, см3.

Массовую долю вяжущего в смеси qб, %, вычисляют по формулам:

при дозировке вяжущего, включенного в 100 % состава смеси

                      (33)
при дозировке вяжущего сверх 100 % минеральной части смеси

                    (34)

где g — масса навески смеси, г.

Для определения зернового состава минеральной части смеси после отмывки вяжущего растворителем остаток с каждого сита переносят в отдельную фарфоровую чашку и высушивают на песчаной бане или в сушильном шкафу до постоянной массы. Сита также высушивают, а оставшиеся на каждом сите частицы счищают волосяной кистью и присоединяют к соответствующей части минерального материала.

Каждую фракцию после высушивания переносят на сито № 0071, дополнительно отсеивают оставшиеся зерна мельче 0,071 мм, а затем взвешивают.

Вычисляют сумму всех фракций крупнее 0,071 мм G2, г, по формуле

G2 = g1 + g2 + ... + gn,                 (35)

где g1, g2, ..., gn — содержание зерен каждой фракции, г.

Массовую долю каждой фракции по отношению к минеральной части смеси qn, % по массе, вычисляют по формуле

                    (36)

где gn — содержание зерен данной фракции, г;
gб — содержание вяжущего в смеси, г;
g — масса навески смеси, г.

Содержание частиц мельче 0,071 мм g0,071, г, вычисляют по формуле

                        (37)

Массовую долю частиц мельче 0,071 мм в минеральной части смеси q0,071, %, определяют по формуле

                        (38)

Расхождение между результатами параллельных определений по абсолютной величине не должно превышать, %:

24 Определение сцепления вяжущего с минеральной частью смеси

Сцепление оценивают визуально по величине поверхности минерального материала, сохранившей пленку вяжущего после кипячения в водном растворе поваренной соли.

 
Рисунок 12 - Схема испытания для определения сцепления вяжущего с минеральной частью смеси

24.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Весы лабораторные по ГОСТ 24104 4-го класса точности.

Стаканы химические термостойкие по ГОСТ 23932 вместимостью не менее 500 см3.

Сетки металлические диаметром на 5—10 мм меньше диаметра химического стакана с размером отверстии 0,071—0,16 мм по ГОСТ 6613.

Электроплитка, баня песчаная или горелка газовая.

Сетка асбестовая.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Соль поваренная по ГОСТ 13830.

Бумага фильтровальная по ГОСТ 12026.

24.2 Порядок подготовки к проведению испытания

От средней пробы смеси, приготовленной в лаборатории или на асфальтосмесительной установке, берут две навески по 50 г. Одну навеску помещают на сетку 2 (рисунок 12), вторую — оставляют для последующего сравнения со смесью, прошедшей испытание.

24.3 Порядок проведения испытания

Химический стакан 1 заполняют примерно на 2/3 объема 15%ным раствором поваренной соли в дистиллированной воде, устанавливают на электроплитку, песчаную баню или над пламенем горелки и доводят до кипения.

Сетку с навеской смеси опускают в стакан с кипящим раствором таким образом, чтобы уровень раствора 4 над смесью был не менее 30—40 мм, и укрепляют проволочными дужками 3 за край стакана.

При испытании смеси с вязким вяжущим сетку с испытуемым образцом выдерживают в кипящем растворе 30 мин, с жидким — 3 мин. Кипение не должно быть бурным. Вяжущее, отделившееся от поверхности минеральных зерен в процессе кипения и всплывшее на поверхность, удаляют фильтровальной бумагой.

По истечении указанного времени сетку со смесью извлекают из стакана и переносят в стакан с холодной водой для охлаждения и для того, чтобы удалить соль, осевшую на частицах смеси при кипячении, после чего смесь переносят на фильтровальную бумагу для испарения воды.

Сцепление оценивают после полного испарения воды из смеси.

24.4 Обработка результатов испытания

Смесь считают выдержавшей испытание, если после кипячения не менее 3/4 поверхности остается покрытой пленкой вяжущего.

Рисунок 13 — Прибор для определения слеживаемости

25 Определение слеживаемости холодных смесей

Сущность метода заключается в оценке способности холодной смеси не слеживаться при хранении в штабеле.

25.1 Средства контроля

Прибор (рисунок 13) состоит из основания с подставкой 1 для образца 2, с отверстием 3, штанги 6 и направляющей втулки 8. Во втулке свободно перемещается штанга с навинченным на нее конусным наконечником 4.

Масса штанги с наконечником — (500±5) г. Угол в вершине конуса — (15,0±0,5)°. По штанге свободно перемещается цилиндрический груз 5 массой (500±5) г. Высота подъема груза на штанге ограничена вверху упорным кольцом 7 и составляет (200±2) мм. В центре основания имеется отверстие для предохранения острия конуса от затупления. Для фиксации момента касания острия конуса нижней подставки в верхней части штанги нанесена риска 9.

25.2 Порядок подготовки к проведению испытания

Для испытания готовят три образца в соответствии с 6.1.5. Перед испытанием образцы выдерживают в воздушной среде при температуре (20±2) °С не менее 4 ч.

25.3 Порядок проведения испытания

Образец устанавливают на основание, а острие конуса, осторожно направляя рукой, вводят в отверстие образца. Груз поднимают до упорного кольца и опускают его. Удары груза по конусу повторяют до полного разрушения образца или до тех пор, пока острие конуса коснется подставки. При испытании необходимо следить за тем, чтобы при поднятии груза острие конуса не выходило вверх из отверстия в образце.

25.4 Обработка результатов испытания

За условный показатель слеживаемости холодной смеси принимают количество ударов, необходимое для полного разрушения образца конусом.

Показатель слеживаемости вычисляют как среднеарифметическое результатов испытания трех образцов. Расхождение между наибольшим и наименьшим результатами испытаний не должно быть более четырех ударов.

26 Определение коэффициента уплотнения смесей в конструктивных слоях дорожных одежд

Сущность метода заключается в определении отношения средней плотности вырубок ( кернов) к средней плотности переформованных из них образцов (коэффициента уплотнения).

26.1 Порядок подготовки к проведению испытания

Образцы-вырубки (керны) отбирают и подготавливают к испытанию по 4.2 и готовят из них переформованные образцы по 6.1.

26.2 Порядок проведения испытания

Образцы-вырубки (керны) и переформованные образцы испытывают по разделу 7.

26.3 Обработка результатов испытания

Коэффициент уплотнения Ку вычисляют с точностью до второго десятичного знака методом округления по формуле

                          (39)

где   — средняя плотность образца из конструктивного слоя, г/см3;
  — средняя плотность переформованного образца, г/см3.

27 Определение однородности смеси

Сущность метода заключается в статистической обработке значений показателей свойств смеси в выборке из лабораторного журнала и оценке ее однородности по коэффициенту вариации показателя предела прочности при сжатии при температуре 50 °С для горячих смесей и показателя водонасыщения для холодных смесей.

Объем выборки должен составлять не менее 20 определений и назначаться по числу испытанных проб смеси за период между периодическими испытаниями. Коэффициент вариации Сv является мерой отклонения опытных данных от среднего выборочного значения, выраженной в долях единицы или в процентах, и вычисляется по формуле

                       (40)

где Sn — среднеквадратическое отклонение показателя свойств смеси;
Х — среднее значение показателя свойств смеси в объеме выборки.

Среднее значение показателя вычисляют как среднеарифметическое из частных значений, образующих выборку, по формуле

                          (41)

где xi — частное значение показателя свойств в i -той пробе;
п — количество испытанных проб (объем выборки).

Среднеквадратическое отклонение вычисляют по формуле

                  (42)

С анализом российского рынка металлургических и топливных шлаков Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок шлаков в России».

www.newchemistry.ru