CÔNG TY TNHH TM-SX-DV TÍN THỊNH

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN7495:2005 Bitum Phương pháp xác định độ kim lún

Ngày đăng: 03/10/2013 16:17

Tiêu chuẩn quốc gia về nhựa đường TCVN7495:2005 Bitum Phương pháp xác định độ kim lún

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7495:2005

(ASTM D 5-97)

Xuất bản lần 1

BITUM – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ KIM LÚN

Bitumen – Method for penetration

 

HÀ NỘI – 2008

 

Lời nói đầu

TCVN 7495:2005 hoàn toàn tương đương với ASTM D 5-97 Standard Test Method for Penetration of Bituminous Materials.

TCVN 7495:2005 do Tiểu ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/TC35/SC2 Vật liệu chống thấm biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành.

Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại Khoản 1 Điều 69 Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điều a khoản 1 Điều 6 Nghị định 127/2007/NĐ-CP ngày 01/08/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

 BITUM – PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ KIM LÚN

Bitumen – Test method for penetration

1   Phạm vi áp dụng

1.1   Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ kim lún của các loại vật liệu bitum đặc và bitum quánh (bán đặc).

1.2   Kim, cốc chứa mẫu và các điều kiện khác được quy định trong tiêu chuẩn này dùng để xác định độ kim lún đến 500.

1.3   Các giá trị tính theo hệ đơn vị SI là giá trị tiêu chuẩn.

1.4   Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các vấn đề liên quan đến an toàn khi sử dụng. Người sử dụng tiêu chuẩn này có trách nhiệm thiết lập các nguyên tắc về an toàn và bảo vệ sức khỏe cũng như khả năng áp dụng phù hợp với các giới hạn quy định trước khi đưa vào sử dụng.

2   Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm ban hành thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm ban hành thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

TCVN 7497:2005 (ASTM D 36) Bitum – Phương pháp xác định điểm hóa mềm (dụng cụ vòng và bi).

ASTM C 670 Practice for preparing precision and bias statement for test methods for construction materials (Phương pháp xác định độ chụm và độ lệch đối với các phương pháp thử vật liệu xây dựng).

ASTM E 1 Specification for ASTM thermometers (Quy định kỹ thuật đối với nhiệt kế ASTM).

ASTM E 77 Test method for inspection and verification of liquid-in-glass thermometers ( phương pháp kiểm tra và kiểm định đối với các nhiệt kế thủy tinh chất lỏng).

ISO 468 Surface roughness – Parameters, their values and general rules for specifying requirements (Độ nhám bề mặt – Các thông số, giá trị và nguyên tắc chung để xác định các yêu cầu).

3   Thuật ngữ

3.1   Định nghĩa

3.1.1 

Độ kim lún (penetration)

Độ đặc quánh của bitum được biểu thị bằng độ kim lún tính bằng phần mười milimet của kim tiêu chuẩn xuyên thẳng đứng vào mẫu, trong điều kiện cho trước về nhiệt độ, thời gian và tải trọng quy định.

Bảng 1 – Các chuẩn cứ về độ chụm

Vật liệu	Độ lệch tiêu chuẩn hoặc hệ số của độ lệch (1s) hoặc (1s %)	Dải chấp nhận của hai kết quả (d2s) hoặc (d2s %)
Độ chụm của một thí nghiệm viên: Bitum tại 250C (770F) độ kim lún dưới 50, đơn vị Bitum tại 250C (770F) độ kim lún lớn hơn và bằng 60, phần trăm giá trị trung bình Nhựa hắc ín tại 250C (770F)A, phần trăm giá trị trung bình	0,35 1,4   5,5	1 4   15
Độ chụm của nhiều phòng thí nghiệm: Bitum tại 250C (770F) độ kim lún dưới 50, đơn vị Bitum tại 250C (770F) độ kim lún lớn hơn và bằng 60, phần trăm giá trị trung bình Nhựa hắc ín tại 250C (770F)A, đơn vị	1,4 3,8   1,4	4 11   4
A  Đánh giá độ chụm đối với nhựa hắc ín dựa trên các kết quả của hai mẫu có độ kim lún bằng 7 và 24. Có thể không áp dụng các đánh giá này đối với vật liệu thấy rõ cứng hơn và mềm hơn

4   Tóm tắt phương pháp

4.1   Mẫu được làm chảy và để nguội trong điều kiện kiểm soát. Độ kim lún được đo bằng thiết bị xuyên kim, sử dụng kim tiêu chuẩn và tiến hành dưới các điều kiện quy định.

5   Ý nghĩa và ứng dụng

5.1   Phép thử xác định độ kim lún được sử dụng như một số đo về độ đặc quánh. Độ kim lún cao hơn, bitum có độ quánh nhỏ hơn.

6   Thiết bị và dụng cụ

6.1   Thiết bị xuyên kim – Là thiết bị có chốt kẹp kim chuyển động thẳng đứng không bị ảnh hưởng của ma sát và có khả năng hiển thị độ kim lún của kim chính xác đến 0,1 mm. Khối lượng của chốt kẹp kim là 47,5 g ±  0,05g. Tổng khối lượng của kim và chốt kẹp là 50,0g ± 0,05g. Chuẩn bị các quả cân 50g ± 0,05g và 100g ± 0,05g, để đảm bảo các tải trọng có tổng bằng 100g và 200g theo yêu cầu của phép thử.

Bề mặt để đặt cốc chứa mẫu phải phẳng và vuông góc với trục xuyên kim. Chốt kẹp kim được tháo lắp dễ dàng để kiểm tra khối lượng.

6.2   Kim xuyên

6.2.1   Kim xuyên (xem hình 1) làm bằng thép cứng tôi, loại 440-C  hoặc tương đương, độ cứng HRC bằng 54 đến 60, chiều dài của kim tiêu chuẩn bằng 50 mm (2 in.), và của loại kim dài bằng 60 mm (2,4 in.). Đường kính kim bằng 1,00 mm đến 1,02 mm (0,0394 in. đến 0,0402 in.). Đầu kim được vuốt nhọn với độ vát góc trên tổng chiều dài phần côn bằng khoảng 8,7⁰  và 9,7⁰. Phần côn phải đồng trục với phần thẳng của kim. Độ lệch trục tối đa cho phép không quá 0,2 mm (0,008 in.). Đầu nhọn của kim có đường kính từ 0,14 mm đến 0,16 mm (0,0055 in. đến 0,0063 in. ) và làm cho vuông với trục kim trong khoảng 2⁰. Đầu kim sắc và không bám gỉ. Chiều cao độ nhám bề mặt, Ra, của phần nhọn khi xác định theo ISO 468 trung binhg bằng 0,2 µm đến 0,33 µm (8 µin. đến 12 µin.). Chiều cao độ nhám bề mặt của thân kim bằng 0,025 µm đến 0,125 µm (1 µin. đến 5 µin. ). Kim xuyên được lắp trong vòng đai kim loại không gỉ, vòng này có đường kính bằng 3,20 mm ± 0,05mm (0,126 in. ± 0.002 in.) dài 38 mm ± 1mm (1,50 in. ± 0,04 in.). Chiều dài nhịn thấy của kim tiêu chuẩn nằm trong khoảng 40 mm đến 45 mm (1,57 in. đến 1,77 in.) và bằng 50 mm đến 55 mm (1,97 in. đến 2,19 in.) đối với loại kim dài). Kim này được lắp chặt vào vòng đai. Biên độ của kim và bất kỳ phần nào của kim tương quan với trục vành đai, không được vượt quá 1 mm (0,04 in). Khối lượng của bộ vòng đai kim bằng 2,5g ± 0,05g. (Cuối vòng đỡ có lỗ khoan hoặc mài phẳng dùng để khống chế khối lượng bộ vành đai). Trên vành đai của từng kim có các dấu hiệu nhận biết riêng; nhà sản xuất sẽ không dùng lặp lại các dấu hiệu này trong vòng 3 năm.

Hình 1 – Kim dùng cho phép thử xuyên kim

6.2.2  Kim sử dụng khi thử vật liệu để đánh giá sự phù hợp với tiêu chuẩn phải đảm bảo các quy định được nêu ở 6.2.1.

6.3   Cốc đựng mẫu – Sử dụng cốc hình trụ bằng thủy tinh hoặc kim loại, đáy phẳng có các kích thước cơ bản sau:

Đối với độ kim lún dưới 200

Đường kính, mm        55

Chiều sâu, mm           35

Đối với độ kim lún trong khoảng 200 và 350:

Đường kính, mm        55

Chiều sâu, mm           70

6.4   Bể ổn nhiệt – Bể có dung tích không nhỏ hơn 10 lít, có khả năng duy trì nhiệt đô tại 25⁰C ± 0,1⁰C hoặc nhiệt độ khác của phép thử với sai lệch là 0,1⁰C. Trong bể có giá đỡ đục lỗ đặt cách đáy ít nhất là 50 mm và cách mặt nước ít nhất 100 mm. Nếu tiến hành phép thử độ kim lún ngay trong bể thì phải có thêm một tấm đủ cứng để đỡ thiết bị xuyên kim. Có thể dùng nước muối trong bể để tiến hành phép thử ở nhiệt độ thấp.

CHÚ THÍCH 1: Khuyến khích dùng nước cất trong bể. Chú ý không để nước bị nhiễm bẩn do các chất hoạt động bề mặt, các chất thải hoặc các hóa chất khác, chất này có thể ảnh hưởng đến kết quả thử.

6.5   Bình chuyển tiếp – Bình có dung tích ít nhất là 350 ml, có độ sâu chứa nước đủ để ngâm cốc đựng mẫu. Bình có ba chân với 3 điểm tiếp xúc, bảo đảm chắc chắn và không làm lắc, rung cốc đựng mẫu.

6.6   Đồng hồ đo thời gian – Đối với thiết bị xuyên kim vận hành bằng tay, có thể dùng các loại đồng hồ điện tử bấm giây hoặc loại khác nhưng phải có vạch chia đến 0,1s hoặc ít hơn và chính xác đến ± 0,1s trong khoảng đo 60s, có thể dung đồng hồ đếm giây, điều chỉnh để nghe mỗi lần đếm 0,5s. Thời gian cho 11 lần đếm là 5s ± 0,1s. Các đồng hồ tự động đo thời gian gắn trên thiết bị xuyên kim phải được hiệu chỉnh chính xác đến  ±0,1s.

6.7   Nhiệt kế - Dùng các nhiệt kế thủy tinh có vạch chia phù hợp, chính xác đến 0,1⁰C (0,2⁰F) hoặc các loại nhiệt kế khác có độ chính xác, độ chụm và độ nhạy tương đương các nhiệt kế phù hợp với ASTM E 1.

6.7.1   Các nhiệt kế thông dụng là:

Số nhiệt kế ASTM                                       Dải đo

17C hoặc 17F                         19⁰C đến 27⁰C (66⁰F đến 80⁰F)

63C hoặc 63F                        -8⁰C đến +32⁰C (18⁰F đến 89⁰F)

64C hoạc 64F                        25⁰C đến 55⁰C (77⁰F đến 131⁰F)

6.7.2   Các nhiệt kế sử dụng trong bể phải được hiệu chuẩn định kỳ theo ASTM E 77.

7   Chuẩn bị mẫu thử

7.1   Cẩn thận gia nhiệt mẫu thử, khuấy đều tránh sôi cục bộ đến khi mẫu chảy lỏng có thể rót được. Không để nhiệt độ tăng trên 60⁰C, cao hơn điểm hóa mềm dự đoán của nhựa hắc ín khi thử  theo TCVN 7497:2005 (ASTM D 36-00) hoặc tăng lên trên 90⁰C đối với bitum. Không gia nhiệt mẫu quá 30 phút. Tránh tạo bọt khí trong mẫu thử.

7.2   Rót một lượng mẫu nhất định vào cốc, sao cho sau khi nguội, mẫu có chiều cao lớn hơn ít nhất 10 mm so với độ kim lún dự kiến. Chuẩn bị hai mẫu riêng cho từng điều kiện thử.

7.3   Đậy nhẹ từng cốc đựng mẫu tránh bụi, để mẫu nguội trong không khí đến nhiệt độ từ 15⁰C đến 30⁰C trong khoảng từ 1 giờ đến 1,5 giờ đối với cốc nhỏ và 1,5 giờ đến 2 giờ đối với cốc cao hơn. Sau đó đặt hai mẫu cùng đĩa chuyển tiếp (nếu dùng) vào trong bể nước, bảo dưỡng tại nhiệt độ quy định. Đặt cốc đựng mẫu nhỏ trong khoảng 1 giờ đến 1,5 giờ và cốc cao hơn từ 1,5 giờ đến 2 giờ.

8   Điều kiện thử

8.1   Khi không có quy định thì nhiệt độ, tải trọng và thời gian được hiểu là 25⁰C (77⁰F); 100g và 5s. Các điều kiện khác có thể sử dụng đối với các phép thử đặc biệt như sau:

                      Nhiệt độ, ⁰C, (⁰F)                            Tải trọng,g                    Thời gian, s

                               0 (32)                                             200                                    60

                              4 (39,2)                                           200                                    60

                             45 (113)                                            50                                      5

                            46,1 (115)                                          50                                      5

Khi áp dụng các điều kiện đặc biệt sẽ được nêu trong báo cáo thử.

9   Cách tiến hành

9.1   Kiểm tra chốt kẹp kim và bộ phận dẫn hướng để đảm bảo không có nước và các vật lạ khác. Nếu độ kim lún dự kiến cao hơn 350 thì dùng kim dài, nếu ngược lại thì dùng kim ngắn. Làm sạch kim xuyên bằng toluen hoặc dung môi phù hợp, lau khô bằng vải sạch và lắp kim vào thiết bị xuyên kim. Nếu không có quy định khác thì gia tải bằng quả cân 50g lên kim để tạo tổng khối lượng là 100g ± 0,1g.

9.2   Nếu tiến hành các phép thử với máy xuyên kim trong bể thì đặt trực tiếp cốc đựng mẫu trên đế của thiết bị xuyên kim (chú thích 2). Giữ cho cốc mẫu ngập hoàn toàn trong bể. Nếu tiến hành các phép thử độ kim lún ngoài bể thì đặt cốc đựng mẫu trong đĩa chuyển tiếp sao cho cốc chuyển từ bể ổn nhiệt sang ngập hoàn toàn trong nước và đặt đĩa chuyển tiếp trên đế của thiết bị xuyên kim.

CHÚ THÍCH 2: Đối với phép thử trọng tài, độ kim lún tại nhiệt độ khác 25⁰C (77⁰F) thì không được chuyển mẫu từ bể đi.

9.3     Cho kim hạ từ từ xuống cho đến khi đầu kim vừa tiếp xúc với bề mặt mẫu. Dùng nguồn sáng xác định để kiểm tra sự tiếp xúc (Chú thích 3). Có thể ghi số đọc ban đầu của thiết bị xuyên kim hoặc chỉnh kim đồng hồ máy về số 0. Sau đó thả chốt kẹp kim trong khoảng thời gian quy định và điều chỉnh thiết bị để đo khoảng cách lún theo phần 10 của milimet. Nếu cốc mẫu dịch chuyển thì loại bỏ kết quả này.

CHÚ THÍCH 3: Để định vị kim khi tiếp xúc với bề mặt mẫu có thể sử dụng ống phát quang poly-metyl metacrylat.

9.4   Tiến hành ít nhất ba lần xác định tại các điểm trên bề mặt mẫu,  các điểm này cách thành của cốc đựng mẫu không ít hơn 10 mm và cách nhau cũng không ít hơn 10 mm. Nếu dùng đĩa chuyển tiếp thì sau mỗi lần xác định lại chuyển mẫu và đĩa chuyển tiếp vào bể ổn nhiệt. Dùng kim sạch cho mỗi lần xác định. Nếu độ kim lún lớn hơn 200, dùng ít nhất 3 kim và sau khi hoàn tất ba lần xác định mới rút kim lên.

10    Báo cáo thử

10.1   Báo cáo kết quả theo số nguyên, là giá trị trung bình của ba kết quả kim lún. Các giá trị này không được khác so với quy định dưới đây:

Độ kim lún                                          0 đến 49             50 đến 149        150 đến 249       250 đến 500

Độ  chênh lệch lớn nhất                          

giữa độ kim lún lớn nhất                          2                           4                        12                       20

và nhỏ nhất                                              

11   Độ chụm và độ lệch

11.1    Sử dụng các tiêu chí sau để chấp nhận các kết quả kim lún tại 25⁰C đối với bitum. Độ chụm tại nhiệt độ khác đang được xác định.

11.1.1   Độ chụm của một thí nghiệm viên – Hệ số sai lệch của một thí nghiệm viên là 1,4%  đối với độ kim lún trên 60, và độ lệch tiêu chuẩn của một thí nghiệm viên là 0,35% đối với độ kim lún dưới 50. Vì vậy, các kết quả của hai phép thử do một thí nghiệm viên thực hiện trên cùng một mẫu thử độ kim lún, bằng  cùng một thiết bị không được chênh nhau quá 4% so với giá trị trung bình, hoặc hơn một đơn vị, lấy giá trị lớn hơn.

11.1.2   Độ chụm của nhiều phòng thí nghiệm – Hệ số sai lệch của nhiều phòng thử nghiệm bằng 3,8% đối với độ kim lún trên 60, và độ sai lệch tiêu chuẩn bằng 1,4 đối với độ kim lún dưới 50. . Vì vậy, các kết quả của hai phép thử do hai phòng thử nghiệm khác nhau tiến hành trên cùng một mẫu thử độ kim lún không được chênh nhau quá 11% so với giá trị trung bình, hoặc 4 đơn vị, lấy giá trị lớn hơn.

CHÚ THÍCH 4:   Các giá trị này biểu thị các giới hạn d1s (hoặc d1s %) và d2s (hoặc d2s %) như quy định trong ASTM C 670.

11.1.3   Độ lệch – Phương pháp này không có độ lệch vì các giá trị chỉ được qui định theo phương pháp này.

• Ảnh hưởng Styrene-Butadiene-Styrene đến các chỉ tiêu kỹ thuật của nhựa đường 60/70 (16/10/2015)
• Sách (07/09/2015)
• Các dạng hỗn hợp vật liệu nhựa đường và ứng dụng của chúng (13/12/2013)
• Các loại nhựa đường cải tiến (09/12/2013)
• Độ bám dính cốt liệu của nhựa đường (11/11/2013)
• Độ bền của nhựa đường (30/10/2013)