Tillverkning av filler-bitumenblandningar enligt VTI:s metodik samt analys av blandningens mjukpunkt och/eller penetration

(1)

VLTfnotat

Nummer: 23 Datum: 1987-03-05

Titel: _{Tillverkning av filler-bitumenblandningar enligt VTI:s} metodik samt analys av blandningens mjukpunkt och/eller penetration

Författare: Ulf Isacsson

Avdelning: Vägavde In ingen Projektnummer: 4231901-2

Projektnamn: _{Filler för bituminösa beläggningar} Uppdragsgivare: Vägverket

Distribution: fri / nyföryäKryyxbegvxänsedk /

Statens väg- och trafikinstitut

(2)

TILLVERKNING AV FILLER-BITUMENBLAÄNDNINGAR ENLIGT VTls METODIK _SAÄAMT _ANALYS _AV _BLAÄNDNINGENS __MJUKPUNKT OCH/ELLER PENETRATION

1 ORIENTERING

Denna metodanvisning beskriver det förfarandet vid blandning av filler och bitumen som används vid Väg- och trafikinstitutet (VTT.

På filler-bitumenblandningar utförs bestämning av tex mjukpunkt och/eller penetration.

2 SAMMANFATTNING

Filler- och bitumenprovet uppvärms till en temperatur strax över blandningstemperaturen. Sedan bitumenprovet överförts till blandnings-kärlet tillförs under ständig omröring fillerprovet portionsvis. När allt filler inblandats fortsätter omröringen så länge att totala blandningsti-den blir 30 minuter. Under hela blandningsprocessen hålls temperaturen konstant med en speciell tempereringsutrustning.

Direkt efter avslutad blandning överförs filler-bitumenprov till lämpliga analyskärl för bestämning av t ex mjukpunkt och/eller penetration.

3 UTRUSTNING

3.1 Utrustning för blandning av filler och bitumen enligt figur 1.

3.1.1 Värmemantel för cylindriska kärl med diametern ca 100 mm (3.1.4), t ex Heraeus-Wittman, U2 NB/2 (Svensk agent Kebo-lab). Värmemantels effekt skall vara minst 600 W.

3.1.2 Aluminiumburkar ("målarburkar"'), diameter ca 100 mm och höjd ca 130 mm, för blandning av filler och bitumen.

(3)

bitumen-3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 3.1.9 3.1.10 3.2 3,3 3.4 3.5 4 . 1 prov.

Cylindriskt glaskärl! med fläns, enligt figur 2.

Anordning för fastspänning av Al-burk (3.1.2) enligt figur 3, lämpligtvis i aluminium. (Kan tillverkas av VTI efter beställ-ning).

Omrörare i rostfritt stål enligt figur 4.

Omrörarmotor med steglös reglering av hastigheten och tillräcklig effekt för omröring av aktuella prov, t ex IKA-RW 20 (Svensk agent Labassco).

Temperaturregulator, temperaturområde 0-4009C, bryt-effekt 1000 W resistiv, onoggrannhet + 1% av skalområdet, t ex Shinko Electronic Controller AF120 (Svensk agent Elit AB, Stockholm).

Tewmperaturgivare, K-givare, mätklass 075 (Svensk agent

Elit AB, Stockholm).

Glastratt, övre diameter ca 200 mm, rörlängd ca 170 mm.

Värmeskåp som kan inställas på temperaturer upp till

2000C.,

Glasbägare för upphettning av filler.

Rostfri sked

Metallstav

PROVBEREDNING

Bitumen

(4)

analysprov med volymen ca 0.5 l. Förvara analysproven i Al-burkar med lock (3.1.3).

Minimera tid och temperatur vid upphettningen.

4 2 Filler /

Homogenisera och neddela fillerprovet till analysprov med vikten ca 500 g.

Bortskaffa vid behov grövre material från analysprovet genom torrsikt-ning.

5 BLÄNDNING AV FILLER OCH BITUMEN

Värm analysprovet av bitumen i burk med förslutet lock i värmeskåp till angiven blandningstemperatur (tabell 1). Värmeskåpet skall vara inställt på den temperatur som anges i tabell 1, dvs ca 5OC över blandningstem-peraturen. I tabell 1 anges också riktvärden för erforderlig uppvärm-ningstid.

Tabell 1

Bitumen- Volym Temperatur Erforderlig Blandnings-sort bitumen i värmeskåp uppvärmnings- temperatur

tid - (1) (OC) (h) (OC) B 130 0.5 150 2 145 B 130 1.0 150 3 145 B 85 0.5 160 2 155 B 35 1.0 160 3 155

Homogenisera bitumenprovet med hjälp av en metallstav och väg in så mycket av provet i en 1 1 Al-burk (3.1.2) att erforderlig volym filler-bitumenblandning erhålls. Om endast mjukpunkt ("kula och ring") skall

(5)

bestämmas på blandningen skall dess volym vara 200 ml. Skall också penetrationen bestämmas är volymen 400 ml.

Vikten bitumen bestäms enligt följande formel:

Vi4p * då * då ₍₁₎

Wh =

x * db + då

där Wh = bitumenets vikt i g

Vf» = volymen filler-bitumenblandning vid 250C i cm3 dy = bitumenets densitet vid 250C i g/cm?

då = fillrets densitet i g/ cm?

x = wf/wp där wp är fillrets vikt i g

Ex. För V4p = 200 cm3, dy = 1.03 g/cm3, då = 2.65 g/cm? och x = 1.3 blir

200 - 1.03 - 2.65

wb =- = 13609 g

1.3 + 1.03 + 2.65

Värm bitumenprovet till aktuell blandningstemperatur (tabell 1).

Väg in så mycket torrt filler i en glasbägare att erforderlig volym filler-bitumenblandning erhålls (jämför ovan). Använd vid beräkning av vikten filler följande formel:

Vifp * x * d * då (2)

då + X + du " Wf:

Ex. Med samma ingångsdata som ovan erhålls 200 - 1.3 - 1.03 + 2.65

wf = = 177.9 g

2.65 + 1.3 - 1.03

(Kontroll:

%%; = 1.299, dvs ca 1.3)

Värm fillret till blandningstemperaturen (tabell 1).

blandningsutrustningen enligt figur 1.

(6)

Reglera värmemantels uteffekt med hjälp av temperaturregulatorn så att filler-bitumenblandningens temperatur under hela blandningsförlop-pet ligger inom *+59C från den i tabell 1 uppgivna blandningstemperatu-ren., Med t ex B 180 skall alltså temperaturen under blandningen ligga mellan 140 och 1500C.

Montera Al-burken med bitumenprovet i blandningsutrustningen (figur 1).

Starta omröringsmotorn. Hastigheten skall under hela blandningen vara ca 1 varv/sekund.,

- Tillsätt med hjälp av rostfri sked (3.4) portionsvis filler via tratten (3.1.10) till bitumenprovet så att allt filler tillsatts efter 5-10 minuter.

Fortsätt omröringen så länge att totala omröringstiden blir 30 minuter.

Demontera provburken.

Fortsätt att röra om filler-bitumenblandingen för hand medan bland-ningen svalnar för att undvika sedimentation av filler i provet.

Överför filler-bitumenblandning till "analyskärlen" (t ex mjukpunkts-ringar och/eller penetrationsburk) när blandningen nätt och jämt kan hällas i analyskärlen.

Utför bestämning av filler-bitumenblandningens mjukpunkt enligt MBB 38 och/eller penetration enligt MBB 37. Normalt görs en blandning av filler och bitumen.

6 "BLAÄNDNING AV BITUMEN"!

Det förfarande som beskrivits i avsnitt 5 används också på det rena bitumenet. Härvid används lika stor volym bitumen som volym filler-bitumenblandning enligt avsnitt 5 (normalt 200 eller 400 cm3). Bitume- : net rörs om 30 minuter vid den temperatur som använts vid fillerin-blandningen.

(7)

Bitumenets mjukpunkt och/eller penetration bestäms efter "bland-ningen". Normalt görs en "blandning" av bitumen.

7 BERÄKNINGAR

Beräkna mjukpunktsförhöjningen A

TKoR i OC enligt

- TD

_

rb

KoR

'KoR

I

AT

KOR

där TilaR = fillerbitumenblandningens mjukpunkt i 9C och

T&OR = bitumenets mjukpunkt (efter 30 minuters "blandning") i

oC.,

samt i förekommande fall relativa penetrationen, Prej;, enligt

Pfp

P

_rel

T ea

_P;,

där Pp

=

bitumenets penetration vid 250C i 1/10 mm (efter 30

minuters blandning) och

= fillerbitumenblandningens penetration vid 2509C i 1/10 mm.

8 RAPPORT

Rapportera

a)

att blandningen utförts enligt denna metod

b)

mjukpunktsförhöjningen AT,p i 9C med en decimal

c)

(i förekommande fall) relativa penetrationen Pr&j med två

decima-ler

(8)

+- Omrörarmotor * Temperaturgivare Fastspännings -anordning Glaskärl on K

E ;T

Temperatur

-Furk 14

LX

Jregulafor

Värmemantel -X

x)

Prov

% o O X Z 0 400 ;( 6 ___ +

(9)

|

'

-%

to

|

(10)

16 9 1x45* ITf _{1 x 45*} "12 *:-TT_1 NX. 3:30 [» ,. s un JJ & S] L-Å © S g _8. [. o| e k =3 Z j Flans lettrad 1x 45" ©100 / ©96 ©97 | M 10 0 x 1, 5 t |.Sd Ställskruv Vingmutter Rorpinne Fjader "Bricka Flans Låspinne Stallskruv Burk 1 liter Extraktionskarl