Úloha 1. Zkoušení živičných materiálů Vysoké učení technické v Brně Fakulta stavební Ústav technologie stavebních hmot a dílců Úloha 1. Zkoušení živičných materiálů Brno 2012 BJ07 Izolační materiály

1.1 Stanovení bodu měknutí kroužkem a kuličkou Bod měknutí kroužkem a kuličkou (KK) je stav, při kterém dle ČSN EN 1427 v předepsaném přístroji a předepsaným způsobem zahřívaný vzorek změkne tak, že se tlakem ocelové kuličky o dané hmotnosti protáhne do předepsané délky. Účelem zkoušky je zjištění teploty ve °C, při které vzorek změnil svoji konzistenci. Bod měknutí je důležitým kritériem pro třídění a posuzování živičných hmot pro krytiny, izolace proti vodě, zalévací hmoty, tmely apod. Při zkoušce se dva kotoučky, odlité z asfaltového pojiva do mosazných kroužků, zahřívají řízenou rychlostí v kapalinové lázni, přičemž na každém z nich je umístěna ocelová kulička. Za bod měknutí je považován průměr teplot, při kterých ocelová kulička vlivem změknutí zkušebních vzorků poklesne o vzdálenost 25,0  0,4 mm.

Potřebné zařízení: 2 mosazné kroužky s vnitřním osazením, opatřené nákružky k přesnému usazení na nosné desce, 2 kuličky o průměru 9,20  0,05 mm a hmotnosti 3,50  0,05 g, odlévací destička o rovném povrchu a rozměrů přibližně 50 mm x 75 mm a 1,5 mm až 2,0 mm s dolů zahnutými hranami, 1 kovový stojánek pro dva kroužky, sestávající ze tří kovových vodorovných desek spojených kovovými sloupky. Prostřední deska má dva kruhové otvory pro vložení mosazných kroužků a ve středu otvor pro teploměr. Horní deska má rovněž otvor pro teploměr. Aparatura se zavěsí do kádinky tak, aby spodní deska stojánku byla ode dna kádinky 13–19 mm. Kádinka je tenkostěnná, výšky nejméně 120 mm a dolního průměru nejméně 85 mm, analogový teploměr, regulovatelný tepelný zdroj (vařič), vzorek asfaltu, další drobné pomůcky (řezací nůž, ochranné rukavice, hadr, vazelína, ...).

Postup zkoušky: Mosazné kroužky předehřáté na teplotu cca o 90 °C vyšší, než je předpokládaný bod měknutí, se umístí na odlévací destičku (pokryta separačním přípravkem). Do kroužků se nalije mírně předehřátý přebytek asfaltu a vzorky se chladí (laboratorní teplota minimálně 30 min). Přebytek vzorku odřízne mírně nahřátým nožem v rovině horního okraje kroužku. Kádinka se naplní převařenou destilovanou vodou (při předpokládaném bodu měknutí do 80°C) nebo glycerínem (při předpokládaném bodu měknutí nad 80°C) do výšky 51 mm nad horní okraj kroužků. Kroužky se zasadí do stojánku, kuličky na dno kádinky a 15 minut se temperují na teplotu +5  1 °C. Pak se kuličky vloží na vzorky, ponoří se znovu do kádinky naplněné vodou a provádí se zahřívání tak, aby teplota stoupala rovnoměrně o 5°C za minutu. V okamžiku, kdy vzorek změkne a kulička s protaženým vzorkem se dotkne spodní desky přístroje, se zaznamená teplota s přesností na 0,5°C. Aritmetický průměr z obou hodnot odpovídá bodu měknutí. Výsledky u vzorků s bodem měknutí do 80°C se nemají lišit o 1,0°C; s bodem měknutí nad 80°C o 2,0°C. U asfaltů s vyšším bodem měknutí, kde je třeba použit glycerinové lázně, se tato lázeň předehřeje na teplotu 30  1°C a potom je postup stejný jako s vodní lázní.

1.2 Stanovení penetrace jehlou Penetrace dle ČSN EN 1426, je mírou konzistence asfaltu, vyjádřenou hloubkou vniku normalizované jehly, na kterou působí určitou dobu předepsané zatížení při dané teplotě. Standardní zkouškou se rozumí - zatížení 100 g, doba vniku 5 sekund a teplota 25°C (případně 15°C). Chceme-li získat podrobnější znalosti o vlastnostech asfaltu, můžeme měnit všechny zkušební parametry penetrace. Zatížení se volí 50, 200 a 500 g, doba se mění od 5 do 60 sekund a teplota od 2 do 60°C.

Penetrometr (1- vřeteno, 2- stupnice, 3- držák jehly, 4- uvolňovací zařízení, 5- 50g závaží, 6- jehla a koncovka, 7- zkušební miska, 8- zkušební vzorek, 9- podkladní deska, 10- stavěcí šroub)

Potřebné zařízení: vhodný penetrometr s držákem o hmotnosti 47,50  0,05 g, závaží o hmotnosti 50,00  0,05 g, které se upevní nad jehlu dle obr. 2, penetrační jehla o průměru 1,00 mm až 1,02 mm se symetrickým zabroušením pod úhlem 9°10´  30´, zkušební nádobky pro penetraci dle tab. 1., vodní lázeň s kapacitou min. 10 l pro udržení požadované teploty s přesností  0,1 °C, teploměry, přenášecí miska pro zkoušky mimo vodní lázeň o objemu min. 350 ml, zařízení na měření času s přesností 0,1 s. Doporučené rozměry zkušební nádoby Penetrace [0,1 mm] Vnitřní hloubka [mm] Vnitřní průměr penetrace < 200 35 55 200  penetrace < 350 45 70 305  penetrace < 500 60

Postup zkoušky: K jedné zkoušce je zapotřebí asi 100 g vzorku. Vzorek se připraví stejným způsobem jako u bodu měknutí a pak se jím naplní nádobka (teplota vzorku nesmí překročit 200°C). Nádobku naplníme tak, aby výška vzorku byla nejméně o 10 mm větší než předpokládaná hloubka průniku jehly. Nádobka se vzorkem se přikryje kádinkou s okrajem vhodné velikosti (pro odstranění bublinek ze zkušebního vzorku). Vzorky se chladí na teplotu 15°C až 30°C. Dále se vzorky umístí do řízené teplotní lázně a nechají se temperovat na zkušební teplotu. Teplota, při které se zkouška provádí, je při hodnotách penetrace menších jak 500 x 0,1 mm 25°C, při hodnotách vyšších je 15°C. Poté se stolek penetrometru vyrovná do vodorovné polohy, na něj se umístí vodní lázeň se vzorkem. Hrot jehly se nastaví přesně na povrch asfaltu tak, aby nebyl zapíchnut do vzorku. Stupnice penetrometru se nastaví na nulu. Na 5 sekund se uvolní jehla se zatížením 100 g. Údaj penetračních jednotek se odečte na stupnici. Stanovení se opakuje 3x, jednotlivé vpichy jsou vzdáleny alespoň 1 cm od sebe a hrot jehly musí být vždy před každým vpichem očištěný.

Vyhodnocení zkoušky: Za výsledek zkoušky se považuje aritmetický průměr nejméně tří stanovení, přičemž rozdíly hodnot při penetraci 25°C musí být nižší než hodnoty uvedené v tabulce. Maximální rozdíl platných stanovení Počet stanovení Maximální rozdíl [%] do 50 rozdíl mezi hodnotami max. 2 50-150 rozdíl mezi hodnotami max. 4 150-250 rozdíl mezi hodnotami max. 6 nad 250 3 % od aritmetického průměru Standardní penetrace se označuje jako "Penetrace x 0,1 mm“. Byla-li provedena při jiné teplotě, tato se vyznačí za zlomkovou čáru.

Děkuji za pozornost. Návody do cvičení z předmětu BJ07 Izolační materiály byly inovovány za finanční podpory projektu FRVŠ G1 465/2011 „Inovace studijního předmětu Izolační materiály“.