S T A T E N S V Ä G I N S T I T U T
S T O C K H O L M
M E D D E L A N D E 8 4
EN METOD ATT PÅ ARBETSPLATSEN
KONTROLLERA BINDEMEDELSHALTEN
I EN BITUMINÖS BELÄGGNINGSMASSA
GENOM BESTÄMNING AV MASSANS
SPECIFIKA VIKT
A Field Method for the Control of the
Binder Content o f a Bituminous M ix by
Specific Gravity Measurements
AVS T E N H A L L B E R G
S T A T E N S V Ä G I N S T I T U T
S T O C K H O L M
M EDDELANDE 84
E N METOD ATT PÅ ARBETSPLATSEN
KO NTRO LLERA BIND EM ED ELSH ALTEN
I EN BITUMINÖS BELÄGGNINGSMASSA
GENOM BESTÄMNING AV MASSANS
SPECIFIKA VIKT
A F ie ld Method fo r the Control o f the
Binder Content o f a Bituminous M ix by
Specific G ra vity Measurements
AV
S T E N H A L L B E R G
S T O C K H O L M I 9 5 3
I V A R HtE G G S T R Ö M S B O K T R Y C K E R I A. B.
I N N E H Å L L S F Ö R T E C K N I N G
T a b le o f C o n ten ts
Sid.
Page
Allm än redogörelse för m eto d en ... 5
General description o f the test method.
Utrustning ... 6 Equipm ent.
Detaljerade anvisningar för a n a ly s e n ... 7
D etailed description o f test procedure.
Stenmaterialets kornfördelning ... 13
Determination o f the grading o f the aggregate.
M öjligheter att kontrollera an alysm eto d ik en ... 14
Means o f controlling the method.
Kontrollförsök utförda med metoden ... 15
C ontrol tests.
A . Försök på laboratoriet ... 15
Laboratory tests.
B. Praktiska f ö r s ö k ... 19
Tests in the field.
Slutsatser ... 22
Conclusions.
Sum m ary in English ... 23 Bilaga I: Exempel på p ro v n in g sp ro to k o ll... 26
Fig. i. Kom plett utrustning för analysens genomförande. K olven till vänster innehåller bensol. H inken tjänar som vattenbad.
Tig. i. Complete equipment for the analysis. The bottle on the left side contains benzene and the bucket in front serves as a water bath.
EN METOD ATT PÅ ARBETSPLATSEN
K O N T R O L L E R A B IN D E M E D E L SH A L T E N
I EN BITUMINÖS BELÄGGNINGSMASSA
GENOM BESTÄMNING AV MASSANS
SPECIFIKA VIKT
A llm än redogörelse fö r metoden.
S e d åN LÄNGE föreligger behov av en metod att bestämma bindemedelshalten
i en beläggningsmassa, som är så enkel att den kan användas på en arbetsplats. I allmänhet brukar bindemedelshalten bestämmas genom extraktion av massan, ett förfarande som är ganska omständligt och som fordrar tillgång till ett labo ratorium med särskild utrustning. Praxis har därför varit att sända beläggnings massa för analys till något speciallaboratorium. Detta förfarande har dock varit tidskrävande och har blivit särskilt otillfredsställande i och med, att man börjat tillverka beläggningsmassa i kontinuerliga verk av modern typ. Dessa äro ganska komplicerade att ställa in och ha en hög kapacitet, v arfö r kontroll bör kunna ske snabbt.
Väginstitutet har länge haft sin uppmärksamhet riktad på problemet. P å sistone ha två metoder prövats. Den ena, som grundar sig på optisk bestämning av ljusabsorptionen i ett extrakt från beläggningsmassan, befinner sig ännu på försöksstadiet. Den andra, som grundar sig på mätning av beläggningsmassans
specifika v ik t , beskrives i det följande. Denna sistnämnda metod utexperimen-
terades på väginstitutets laboratorium våren 1 9 5 1 och blev under den följande sommaren använd med gott resultat i praktiken vid två kontinuerliga asfalt verk i Stockholms och Gävleborgs län.
Metoden att bestämma bindemedelshalten genom att mäta beläggningsmassans specifika vikt är relativt enkel och fordrar liten utrustning — den dyraste de taljen är en våg av en typ, som kostar ca 200 kr. Analysresultatet kan föreligga inom 1V2 timme, efter det att massan har tillverkats. Analysnoggrannheten kan väl mäta sig med den som erhålles vid extraktion. Det kräves dock, att den som utför analysen, arbetar med omsorg och noggrannhet, om felet i binde medelshalten ej skall bli större än 0,1 enheter. Så stor noggrannhet bör uppnås, om bindemedelshalten skall kontrolleras enligt gällande arbetsbeskrivningar. Dessa fordra nämligen i flertalet fall, att bindemedelsprocenten ej skall variera mer än ± 0,4 enheter från den fastställda.
Känner man specifika vikterna1 resp. qs för det bindemedel och det sten material, vara v massan tillverkas samt bestämmer massans specifika vikt £m, kan man beräkna bindemedelshalten b ur följande formel
ioo b io o — b
Härledning: ioo g massa innehåller b % bindemedel med volymen . . — cm3 . t ioo — b ioo 2 » » ioo-b % stenmaterial » » . . » ioo g » har volym en... »
Qm
Massans fasta volym = bindemedlets volym + stenmaterialets fasta volym. Om man en gång för alla bestämt de två konstanterna och qs för de in gående materialen, behöver man tydligen blott bestämma Qm i det aktuellt fallet för att få reda på bindemedelshalten. Problemet har därmed reducerats till att bestämma massans specifika vikt, dvs. den — lu ftfria — volym , som en viss vikt massa intar. En sådan bestämning kan ske i pyknometer och kräver två noggranna vägningar och en tem peraturavläsning.
Sedan massans specifika vikt Qm bestämts, kan bindemedelshalten antingen beräknas med ovannämnda formel eller avläsas i ett nomogram.
I fortsättningen beskrives utrustning och försöksutförande, lämpade för slit- lagermassor med u p p t i l l i 6 m m m a x i m a l k o r n s t o r l e k . För sådana massor är en provm ängd av 500 g läm plig. Ä ro massorna grövre, måste provmängden vara större, för att ej tillfälliga variationer i massan skola influera allt för mycket på analysnoggrannheten. D å måste också större apparatur an vändas.
Utrustning.
Angiven utrustning är avsedd för massor med maximalt 1 6 mm kornstorlek. Se även fig. 1.
Våg för 1 kg maximal last och 0,05 g avläsningsnoggrannhet.
En lämplig våg är Lindells balansvåg med oljedämpning för 1.000 g belastning och med 50 mg känslighet. Vägningen sker med vikter 0,5— 1.000 g och direkt- avläsning på visarutslag av bråkdelar av gram. Vågen bör stå dragskyddad.
Viktsats 0,5— 1.000 g.
Glas pyknometer (se nedan) rymd 500 ml. Glaskolv rymd 500 ml.
1) Med beläggningsmassans specifika vikt avses i denna publikation specifika vikten av sten- partik lar och bindemedel tillsam mans, dvs. den po rfria eller »fa sta » volymens genomsnittliga specifika vikt.
Vattenbad. En 15-liters hink kan användas. Den förses med en plattform av trådduk
att ställa kolv och pyknometer på. Hinken fylles med vatten så högt, att ytan står något under överkanten på kolv och pyknometer. Vattnet skall ha den omgivande luftens temperatur på någon grad när. Enklast är att fylla hinken dagen innan med vatten och låta detta av sig själv anta rätt temperatur. Under försökets gång får vatten ej påfyllas. Omrörare erfordras ej.
Glasstav att röra om i pyknometern med.
Termometer 10—30° C (ev. o— 50° C), graderad i 0,1 °, trädd genom en kork, som
passar till pyknometern.
Pyknometer (fig. 2). Denna är specialkonstruerad och av vidstående utseende. Vanligen
ha pyknometrarna inslipad propp. Ifrågavarande pyknometer tillslutes i stället med en planslipad glasskiva, som sk jutes på den planslipade kolvflänsen från sidan och fasthålles med en fjäderklämma av stål. Med detta utförande följer flera fördelar; bl. a. är risken mindre att sandkorn skola lägga sig mellan de slipade ytorna. Pykno metern tillverkas av en 500 ml sättkolv av tjockväggigt glas och med vid hals.
Fig. 2. Pyknometer. Rym d 500 ml. H alsens diameter invändigt c:a 30 mm. Locket är planslipat mot kolvens fläns. T jock väggigt
Pyrexglas.
Fig. 2. Pycnometer. C ap acity 0,5 lit. D iam eter of neck inside
co 30 mm. The plane cover is ground to fit the top of the neck. H eav y w all, P yrex glass.
D etaljerade anvisningar för analysen.
Bestämning av Qm .I en pyknometer av känd volym och vikt väger man in ca 500 g av beläggnings- massan. Om massan kommer direkt från biandaren, bör den få svalna till under ioo° C, innan den väges i pyknometern1). Härpå fylles pyknometern med så mycket bensol, att massan är täckt av bensol. Medan bensolen löser bindemedlet, får pykno metern stå i ro i ett vattenbad av rumstemperatur. Vid sidan om pyknometern placeras i vattenbadet en kolv med så mycket bensol, som behövs för att fylla pyknometern. Efter ca 20 minuter, när bindemedlet kan beräknas vara upplöst, rör man om 1 pykno metern med en glasstav, så a t t a l l l u f t , s o m ä r i n s t ä n g d i m a s s a n gå r b o r t . Under omröringen, som tar 3 till 4 min, tar man lämpligen upp pyknometern ur vattenbadet. Denna fylles sedan upp i halsen med bensol från kolven, varvid eventuellt stenmaterial, som häftar vid glasstaven, spolas ned i pyknometern. En känslig termometer föres ned i pyknometern, fastsittande vid en kork, med vilken pyknometern tillslutes. Pyknometern placeras åter under ca 30 min i vattenbadet, varefter bensolens temperatur avläses på 0,2° C. Denna noggranna
Tabell I.
Specifika vikten för renbensol.
Qt
= ? t — (ta — t,) • 0,0011.2 llc ° Specifik vikt (specific gravity)
13,0 0,8777 0,8782 0,8787 0,8792 0,8797 0,8802 0,8807 0,8812 0,8817 0,8822 0,8827 0,8832 0,8837 0,8842 0,8847 0,8852 V1 2 75 80 85 90 95 0,8800 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 4 73 78 83 88 93 0,8798 0,8803 08 13 18 23 28 33 38 43 48 6 70 75 80 85 90 95 0,8800 05 10 15 20 25 30 35 40 45 8 68 73 78 83 88 93 0,8798 03 08 13 18 23 28 33 38 43 14,0 66 71 76 81 86 91 96 0,8801 06 11 16 21 26 31 36 41 2 64 69 74 79 84 89 94 0,8799 04 09 14 19 24 29 34 39 4 62 67 72 77 82 87 92 97 0,8802 07 12 17 22 27 32 37 6 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8799 04 09 14 19 24 29 34 8 57 62 67 72 77 82 87 92 97 0,8802 07 12 17 22 27 32 15,0 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8800 05 10 15 20 25 30 2 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,7798 03 08 13 18 23 28 4 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8801 06 11 16 21 26 6 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8798 03 08 13 18 23 8 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8801 06 11 16 21 16,0 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8799 04 09 14 19 2 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 0,8802 07 12 17 4 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8800 05 10 15 6 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 0,8797 0,8802 07 12 8 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8800 05 10 17,0 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8798 03 08 2 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8801 06 4 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8799 04 6 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8801 8 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8799 18,0 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 2 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 4 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 6 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 8 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 19,0 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 2 09 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 4 07 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 6 04 09 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 8 0,8702 07 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 20,0 0,8700 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 2 0,8698 03 08 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 4 96 0,8701 06 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 6 93 0,8698 03 08 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 8 91 96 0,8701 06 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 21,0 89 94 0,8699 04 09 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 2 87 92 97 0,8702 07 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 62 4 85 90 95 0,8700 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6 82 87 92 0,8697 0,S702 07 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 8 80 85 90 95 0,8700 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 22,0 78 83 88 93 0,8698 03 08 13 18 23 28 33 38 43 48 53 2 76 81 86 91 96 0,8701 06 11 16 21 26 31 36 41 46 51 4 74 79 84 89 94 0,8699 04 09 14 19 24 29 34 39 44 49 6 71 76 81 86 91 96 0,8701 06 11 16 21 26 31 36 41 46 8 69 74 79 84 89 94 0,8699 04 09 14 19 24 29 34 39 44 23,0 67 72 77 82 87 92 97 0,8702 07 12 17 22 27 32 37 42 2 65 70 75 80 85 90 95 0,8700 05 10 15 20 25 30 35 40 4 63 68 73 78 83 88 93 0,8698 0,8703 08 13 18 23 28 33 38 6 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8700 05 10 15 20 25 30 35 8 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8698 03 08 13 18 23 28 33 24,0 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8701 06 11 16 21 26 31 2 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8699 04 09 14 19 24 29 4 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 0,8702 07 12 17 22 27 6 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8699 04 09 14 19 24 8 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 0,8702 07 12 17 22 25,0 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8700 05 10 15 20 2 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8698 03 08 13 18 4 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8701 06 11 16 6 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8698 03 08 13 8 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8701 06 11 26,0 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8699 04 09 2 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 0,8702 07 4 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8700 05 6 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 0,8697 0,8702 8 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8700 27,0 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8698 2 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 4 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 6 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 8 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 28,0 0,8612 0,8617 0,8622 0,8627 0,8632 0,8637 0,8642 0,8647 0,8652 0,8657 0,8662 0,8667 0,8672 0,8677 0,8682 0,8687
Table I. Specific gravities of technically pure benzene.
c ° 13,0 C" 0,8857 0,8862 0,8867 0,8872 0,8877 0,8882 0,8887 0,8392 0,8897 0,8902 0,8907 0,8912 0,8917 0,8922 0,8927 13,0 2 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8900 05 10 15 20 25 2 4 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8898 0,8903 08 13 18 23 4 6 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8900 05 10 15 20 6 8 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8898 03 08 13 18 8 14,0 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8901 06 11 16 14,0 2 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8899 04 09 14 2 4 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 0,8902 07 12 4 6 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8899 04 09 6 8 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 0,8902 07 8 15,0 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8900 05 15,0 2 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8898 03 2 4 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8901 4 6 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8898 6 8 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 8 16,0 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 16,0 2 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 2 4 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 4 6 17 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 6 8 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 8 17,0 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 17,0 2 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 2 4 09 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 4 6 06 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 6 8 04 09 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 8 18,0 0,8802 07 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 18,0 2 0,8800 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 2 4 0,8798 0,8803 08 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 4 6 95 0,8800 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6 8 93 0,8798 03 08 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 8 19,0 91 96 0,8801 06 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 19,0 2 89 94 0,8799 04 09 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 2 4 87 92 97 0,8802 07 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 4 6 84 89 94 0,8799 04 09 14 19 24 29 34 39 44 49 54 6 8 82 87 92 97 0,8802 07 12 17 22 27 32 37 42 47 52 8 ?0,0 80 85 90 95 0,8800 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 20,0 : 2 78 83 88 93 0,8798 03 08 13 18 23 28 33 38 43 48 2 4 76 81 86 91 96 0,8801 06 11 16 21 26 31 36 41 46 4 6 73 78 83 88 93 0,8798 03 08 13 18 23 28 33 38 43 6 8 71 76 81 86 91 96 0,8801 06 11 16 21 26 31 36 41 8 21,0 69 74 79 84 89 94 0,8799 04 09 14 19 24 29 34 39 21,0 2 67 72 77 82 87 92 97 0,8802 07 12 17 22 27 32 37 2 4 65 70 75 80 85 90 95 0,8800 05 10 15 20 25 30 35 4 6 62 67 72 77 82 87 92 0,8797 0,8802 07 12 17 22 27 32 6 8 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8800 05 10 15 20 25 30 8 22,0 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8798 03 08 13 18 23 28 22,0 2 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8801 06 11 16 21 26 2 4 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8799 04 09 14 19 24 4 6 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8801 06 11 16 21 6 8 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8799 04 09 14 19 8 23,0 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 0,8802 07 12 17 23,0 2 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8800 05 10 15 2 4 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 9i 0,8798 0,8803 08 13 4 6 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 0,8800 05 10 6 8 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 0,8798 03 08 8 24,0 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 0,8801 06 24,0 2 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8799 04 2 4 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 0,8802 4 6 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 89 94 0,8799 6 8 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 87 92 97 8 25,0 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 25,0 2 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 93 2 4 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 4 6 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 78 83 88 6 8 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 8 <!6,0 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 74 79 84 26,0 2 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 82 2 4 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 4 6 07 12 17 22 27 32 37 42 47 52 57 62 67 72 77 6 8 05 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 8 27,0 03 08 13 18 23 28 33 38 43 48 53 58 63 68 73 27,0 : 2 0,8701 06 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 2 4 0,8699 04 09 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 69 4 6 96 0,8701 06 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 6 8 94 0,8699 04 09 14 19 24 29 34 39 44 49 54 59 64 8 28,0 0,8692 0,8697 0,8702 0,8707 0,8712 0,8717 0,8722 0,8727 0,8732 0,8737 0,8742 0,8747 0,8752 0,8757 0,8762 28,0
ning är nödvändig, enär bensolens volym bestämmes genom vägning och dess specifika vikt är rätt starkt temperaturberoende. När temperaturen avlästs, avlägsnar man ter mometern, fyller pyknometern fullständigt med bensol (med »råge»), påskjuter pykno- meterlock och -klämma så att inga luftblåsor bildas, avtorkar och väger den fulla pyknometern.
Av de två viktbestämningarna erhålles bensolens vikt. Denna dividerad med bensolens specifika vikt (se nedan) ger bensolens volym. Pyknometerns volym minskad med ben solens volym ger beläggningsmassans volym. Massans vikt och volym äro därmed kända och dess specifika vikt £>m kan beräknas som kvoten mellan vikt och volym.
Bestämning av
gh kan bestämmas på samma sätt som gm, dvs genom att i pyknometern lösa upp
en känd vikt bindemedel med bensol, röra om, tills all luft går bort, temperera i vat tenbadet, fylla pyknometern med bensol, avtorka och väga ånyo. Det är emellertid enklare att använda den specifika vikt, som leverantören uppgivit gälla för binde medlet ifråga. Den måste vara känd med två decimaler.
io procents tjärtillsats kan beräknas höja asfaltens specifika vikt med 0,01 enheter. Om asfalten har specifika vikten 1,04 blir alltså specifika vikten för 90 °/o asfalt + + 10 °/o tjära 1,05.
I en gammal beläggning har bindemedlet ofta förändrat sig så starkt, att det icke går att använda denna metod, även om man skulle råka känna £b för det färska binde medlet.
Bestämning av q
s-gs bestämmes på exakt samma sätt som gm. Bensol användes i pyknometern, enär
bensol driver undan luften bättre än vatten. De olika fraktionerna i stenmaterialet skola ingå i samma proportioner som i den färdiga massan. Fillern skall vara tillsatt. Eftersom gs är en konstant som skall användas vid flera undersökningar, bör den — liksom £>b — vara ett medeltal av minst tre bestämningar. Blir spridningen mellan de enskilda bestämningarna stor, är detta ett tecken på att gs är variabel och stenmaterialet alltså inhomogent.
Bestämningen av gs är den kinkigaste delen av undersökningen. Består stenmaterialet av en blandning av olika bergarter, som ha olika specifik vikt, och ingå dessa bergarter i varierande mängd, blir gs ej längre konstant. Man känner då ej det exakta värdet på gs för stenmaterialet i den del av massan, vars gm blivit bestämd, och kan därför ej heller beräkna bindemedelshalten. Att gs är variabel igenkännes på att spridningen blir stor mellan de enskilda bestämningarna av gs.
Det är dock möjligt att använda specifikvikt-metoden även i sådana fall, då gs är variabel. Men förfarandet blir då mer omständligt. Man kan nämligen bestämma gs för just det stenmaterial, som ingår i den del av massan, vars gm bestämts. I så fall tvättar man rent stenmaterialet från bindemedel efter bestämningen av gm och bestäm mer sedan gs för det rentvättade stenmaterialet. Hur rentvättningen, som utföres med bensol, tillgår beskrives nedan i kapitlet om »stenmaterialets kornstorlek».
Trots att det är mer omständligt, är det sistnämnda förfaringssättet praktiskt mo tiverat i många fall, nämligen när man på arbetsplatsen nödvändigt behöver kontrollera bindemedelshalten och ej har tid att invänta resultaten av en undersökning av massan vid ett laboratorium. I kapitlet om utförda kontrollförsök lämnas flera exempel på detta förfaringssätt.
Bestämning av bensolens specifika vikt.
Som pyknometervätska har valts bensol, som är lätt att anskaffa och som snabbt löser både asfalt och tjära, varvid lösningens volym blir lika med summan av bensolens och bindemedlets volymer. Bensolen har dock vissa olägenheter. Den är eldfarlig som bensin, giftig att inandas och kan skada huden. Liksom för de flesta organiska lösningsmedel varierar dess specifika vikt något med olika leveranser. Denna måste därför bestämmas för varje leverans. Vidare varierar specifika vikten så starkt med temperaturen, att den måste korrigeras med hänsyn till den temperatur, som råder i pyknometern vid mättillfället.
Specifika vikten för bensol bestämmes i samma slags pyknometer, som användes för övriga specifikvikt-bestämningar. Temperering sker i vattenbadet under minst 50 minuter med termometern i den nästan fulla pyknometern. Sedan temperaturen avlästs på o,2° när, fylles pyknometern fullständigt, varpå lock och klämma sättas på och pyknometern avtorkas och väges.
Härefter beräknas specifika vikten vid den avlästa temperaturen. Ur tabell I. på sid. 8 kan sedan specifika vikten vid alla förekommande temperaturer erhållas utan räkneoperationer.
Pyknom eterns volym .
Skulle pyknometern sakna volymangivelse, kan dess volym bestämmas genom att man väger den fylld med 12 a 20-gradigt rent, urkokt dricksvatten.
Erfoderlig noggrannhet vid bestämningarna.
Genom felkalkyl finner man att för normala massor och under förutsättning att bindemedelsprocenten med tillfredsställande grad av sannolikhet skall vara rätt på 0,1 enhet när, följande noggrannhet bör hållas:
massans specifika vikt ... 0,002 enheter
stenmaterialets specifika v i k t ... 0,002 enheter
bindemedlets specifika v i k t ... mellan 0,02 enheter vid låg bindemedelshalt
(ca 3 °/o) och 0,005 y id hög bindemedelshalt (ca 10 °/o). Normalt är 0,01 tillfyllest.
bensolens specifika v i k t ... 0,0004 enheter
Härvid är förutsatt att samtliga variabler äro behäftade med fel, som samtidigt in verka på resultatets noggrannhet. Är så ej fallet, blir kravet på noggrannhet mindre.
M
N>
-För att ovanstående noggrannheter skola uppnås kräves:
att vägningarna ske på 0,1 g när,
att temperaturen hos bensol och massa avläses med noggrannhet av 0,2° C. Sammanlagda tempereringstiden i vattenbadet måste vara minst 40 min.
Beräkning av bindemedelshalten.
Sedan £>s, gh och gm bestämts, kan bindemedelshalten beräknas ur formeln på sid. 6. Enklare är dock att avläsa bindemedelshalten ur vidstående nomogram, vilket användes på följande sätt:
Man uppsöker först de polstrålar för g8 och £b, som bestämts gälla för de på arbets platsen använda materialen. Det är lämpligt att fylla i dessa aktuella polstrålar för gå och gb, exempelvis med blyertslinjer.
Det vid analysen erhållna £m-värdet avsättes härefter på £m-skalan, varefter paral lellt med polstrålen för gh drages en linje från det på £>m-skalan avsatta £m-värdet. Från skärningspunkten mellan denna linje och polstrålen för gs, går man sedan hori sontellt ut åt vänster till skalan för bindemedelshalt (b) och avläser bindemedelshalten. I stället för att draga en med polstrålen för gh parallell linje kan man på en pappers remsa mäta av avståndet mellan £m-värdet och den på diagrammet angivna polen och sedan passa in detta avstånd mellan de aktuella gs- och £>b-strålarna. Den sistnämnda metoden är i allmänhet bättre.
Det bör observeras, att skalan för @b går från höger till vänster.
Nomogrammet kan erhållas från Statens Väginstitut i större skala. Bilaga I ger exempel på provningsprotokoll.
Stenm aterialets kornfördelning.
V id ett asfaltverk är det i allmänhet lätt att få reda på kornkurvan genom att ta prov av stenmaterialet i biandaren, innan bindemedlet tillsättes.
Kornfördelningen kan emellertid också bestämmas i anslutning till bindeme- delsbestämningen, om man tvättar rent stenmaterialet i pyknometern, sedan massans specifika vikt blivit bestämd. M an skakar i så fall innehållet med bensol, låter pyknometern stå stilla någon minut, så att stenmaterialet sjunker till botten och häller därpå lösningen försiktigt genom en sikt med 0,074 mm fri m askvidd. Proceduren upprepas några gånger tills stenmaterialet är rent, då det får torka. Fiärpå väger man stenmaterialet och siktar på vanligt sätt. Differensen mellan vikten av den ursprungliga massan i pyknometern och
sten-Fig. 3. N om ogram för beräkning av bindemedelshalten i bituminösa beläggningar. Exem pel: Om stenmaterialets spec, vikt £s = 2,660, bindemedlets spec, vikt £?b = 1,040 och beläggnings massans spec, vikt = 2,436 blir bindemedelshalten = 5,9 °/o. Anm .: A — B är parallell med
strålen för specifika vikten 1,040.
Fig. 3. N om ograph fo r the calculation o f the hinder content from specific gravity measurements. E xam ple: I f £>a = 2,660, £b = 1,0 4 0 and Qm = 2,4 36 the binder content w ill be 5,9 per cent
materialet = den kända vikten av bindemedlet + vikten av den del av fillern, som spolats igenom 0,074 mm-sikten. Denna genomspolade fillerm ängd beräknas och adderas till resten av fillern, som erhålles vid siktningen.
A vstår man från att bestämma fillerhalten och nöjer sig med den övriga delen av kornkurvan, behöver man icke arbeta så exakt och tvättningen är då snabb och lätt att utföra.
M öjligheter att kontrollera analysmetodiken.
ö n sk a r man kontrollera noggrannheten av en viss utförd analys eller över tyga sig om, att man ej begår något systematiskt misstag — vilket kan vara läm pligt, när man först börjar använda metoden — kan man sk affa sig ett jäm förelsevärde genom att extrahera massan på vanligt sätt. U tföres denna extrak- tionsanalys på ett annat delprov av massan än som använts för specifik-vikt- bestämningen, för man dock in en felanledning, som beror på att olika delprov av massan ej äro identiskt lika i sammansättning. Extraktionen bör därför läm p ligen utföras med just det delprov, för vilket specifika vikten bestämts. Detta är möjligt, eftersom bensolupplösningen i samband med specifikvikt-bestäm - ningen, utgör inledningen till en vanlig extraktionsanalys. Fullföljandet av ex traktionen kan dock knappast ske på arbetsplatsen utan provet bör, när speci fik a vikten blivit bestämd, överlämnas till ett laboratorium. Sam tidigt måste till laboratoriet lämnas en noggrann uppgift om vikten av den beläggningsmassa, som ursprungligen blev invägd i pyknometern.
För att underlätta transporten är det läm pligt att föra över innehållet i p y k nometern till en 1 kgs konserveringsburk av den vanliga glastypen med lock, tätring av gummi och klämma. Man spolar efter i pyknometern ett par gånger med bensol, så att allt materialet blir överfört till burken. Denna får sedan stå i det fria utan lock, tills större delen av bensolen avdunstat och återstoden bildar en tjockflytande massa. Burken kan då tillslutas och sändas till laboratoriet.
K O N T R O L L F Ö R S Ö K , U T F Ö R D A M E D
M E T O D E N
Metodens användbarhet och tillförlitlighet ha prövats dels i laboratoriet och dels i praktiken.
V id försöken på laboratoriet arbetade man med massor, som voro tillverkade i laboratorieblandare och som hade en i förväg väl känd bindemedelshalt, med vilken analysresultatet kunde jäm föras. För de massor, som tillverkades i och undersöktes vid ett asfaltverk, var bindemedelshalten ej tillräckligt noga känd, v arfö r proven från specifikvikt-bestäm ningarna sparades och översändes till väg- institutet, där extraktionen fullföljdes. Dessa genom extraktion erhållna binde- medelshalter äro behäftade med analysfel, som i allmänhet torde uppgå till i å 2 tiondels enhet i procenttalen, vilket måste beaktas, när jäm förelserna göras.
U töver dessa undersökningar över bindemedelshalten ha särskilda serier med bestämningar av specifika vikten hos olika stenmaterial utförts, i syfte att klar lägga, hur konstant denna vanskliga storhet är.
V idare har undersökts hur bindemedelshalten varierar i olika delar av massan, såväl vid satsvis tillverkning i laboratorieblandare, som vid tillverkning i kon tinuerlig stor blandare; med andra ord i vad mån ett litet prov är representativt för massan i sin helhet.
A . Försök på laboratoriet.
Dessa försök utfördes av ing. A. Utter, som även deltagit i de förberedande försök, vid vilka försöksmetodiken utformades.
V a r i a t i o n e r i s t e n m a t e r i a l e t s s p e c i f i k a v i k t .
Krossat as grus jr ån Stockholmstrakten.
Kornstorlek o—8 m m ... spec, vikt = 2,688, 2,688, 2,688, 2,689. Kornstorlek o—22 mm + 8 °/o kalkstensfiller spec, vikt = 2,681, 2,682.
Krossad diabas från Dalby.
Kornstorlek o—8 m m ...spec, vikt = 2,976, 2,978, 2,977, 2>9 7 4
-Krossad dioritisk grönsten från Härsjölund.
Kornstorlek
o— 4 mm . . . . spec, vikt =2,968, 2,972, 2,969, 2,971, 2,973, 2?9^9 m-v - = 2>97° 4— 8 » . . . . » » = 3 ,0 12 , 3,012, 3,017 » = 3,014 8— 1 1 » . . . . » » = 3 ,0 17 , 3,010, 3,011 » = 3 , 0 1 3 1 1 — 16 » . . . . » » = 3 ,0 15 , 3,008, 3,011 » = 3 , 0 1 1 16 —23 » . . . . » » =3,008, 3,013, 3,018, 3,008, 3,019, 3,014 » = 3 , 0 1 3 Av den sista undersökningen framgår, att stenmjölsfraktionen hade lägre vikt än övriga fraktioner. Den stora spridningen i fraktionen 16—23 mm beror troligtvis på, att provmängden, 500 gr, är för liten för så stor stenstorlek.
Massa I. M juk asfaltbetong o— 8 mm m ed A 12 0 som bindemedel. Stenmaterial: S. V. 17 17 , granit + kalkstensfiller, spec, vikt för material ut
vunnet genom extraktio n ... = 2,673
Bindemedel: S. V. 3700, A 1 2 0 ... spec, vikt = 1,01 I biandaren invägd mängd bindemedel ... = 6,0 °/o
Bindemedelshalt enligt Spec, vikt Extraktion
Försöksresultat: metoden e, %
/0
Delprov a... 6,0 6,0 » b... 5,9 6,1 » c... 6,1 6,2 » d... 6,1 6,2 » e... 6,2 6,3 » f ... 6,1 6,2 » g... 6,2 6,4 » h... 6,2 —Massa I I. M juk asfaltbetong o— 8 mm med A 95 som bindem edel.
Stenmaterial: Krossat åsgrus ... spec. vikt. = 2,688 Bindemedel: S. V. 3108, A 95 ... » » = 1 , 0 1
I biandaren invägd mängd bindemedel ...= 6,3 °/o
Bindemedelshalt enligt Spec, vikt-För söksresultat: metoden
%
Delprov a... 6,1 » b... 6,1 » c... 6,1 » d... 6,2 » e... 6,2 » f. ... 6,2Massa I I I . M juk asfaltbetong o— 8 mm med flu x a d A 12 0 som bindemedel. Stenmaterial: S. V. 1717, granit + kalkstensfiller, Spec, vikt för material
utvunnet genom extraktion ...= 2,672
Bindemedel: S. V. 3700, A 120 + 5 % antracenolja beräknad spec, vikt . . = 1 , 0 2 I biandaren invägd mängd asfalt + antracenolja... = 6,0°/»
Bindemedelshalt enligt Spec, vikt- j .extraktiont? _ i •
Försöksresultat: metoden ^ Delprov a... 5,3 5,3 b... 5>4 5,7 » c... 5,9 5,9 » d... 5,8 5,8 » e... 5,8 5,9 f... 5>9 5,9
Massa IV . M juk asfaltbetong o— 8 mm med A 12 0 som bindemedel.
Stenmaterial: S. V. 4228, diabas från D a lb y ...spec, vikt = 2,977 Bindemedel: S. V. 4484, A 120 ... » » = 1 , 0 1 3
1 blandar en invägd mängd bindemedel ... = 5?7 °/o
Bindemedelshalt enligt Spec, vikt- r „ 1 hxtraktionT-i 1 .
Försöksresultat: metoden 0,
°/o 7
Delprov a... 5,8 5,7
b... 5.7 5.7 c... 5.9 5.7
Massa V. M juk asfaltbetong o— 1 1 mm med A 95 som bindem edel.
Stenmaterial: Krossat å sg ru s...spec, vikt = 2,688 Bindemedel: S. Y . 3108, A 95 ... » » = 1 , 0 1
I biandaren invägd mängd bindemedel ... = 6,3 °/o
Bindemedelshalt enligt Spec, vikt-F ör söksresultat: metoden
%
Delprov a... 6,3 » b... 6,2 » c... 6,3 » d... 6,2 » e... 6,4 » f... 6,3Massa V I. H å rd asfaltbetong o— 22 mm med A 13 5 som bindem edel.
Stenmaterial: Krossat åsgrus + kalkstensfiller... spec, vikt = 2,682 Bindemedel: S. V. 5346, A 135 ... » » = 1,04
Bindemedelshalt enligt Spec, vikt-För söksresultat: metoden
%
Delprov a... 4,3 » b... 4,4 » c... 5,5 » d... 4,8 » e... 5,1 f ... 4 . 9 g... 4 .5 h... 5.3 Medelvärde av 8 bestämningar... 4,8Eftersom delproven a—h tillsammans utgjorde hela provet och alla voro ungefär lika istora (ca 500 g) är medelvärdet representativt för hela massans bindemedelshalt. Medelvärdet överensstämmer väl med den invägda bindemedelsmängden. Däremot av vika de enskilda bestämningarna starkt. Orsaken till avvikelserna för de enskilda be stämningarna är dels att provmängden var allt för liten i förhållande till kornstorleken, dels en tendens hos massan att bli inhomogen till följd av separation. Mängden fint i massor av denna typ är nämligen ganska låg i förhållande till mängden grövre partiklar.
Att de enskilda bestämningarna angav den verkliga bindemedelshalten hos delproven konstaterades genom kompletterande extraktionsförsök med delproven g och h:
Bindemedelshalt enligt Spec, vikt- t-, 1 . h xtraktion Försöksresultat: metoden ^ Delprov g... 4,5 4,4 h... 5>3 5,3
Specifikvikt-metoden har således gett provens bindemedelshalt även i dessa fall, men proven ha ej varit representativa för massan.
Massa V I I . H å rd asfaltbetong o— 25 mm med A 13 5 som bindem edel. Stenmaterial: Makadam + krossgrus + f i ll e r ...spec, vikt = 2,694 Bindemedel: S. V. 4591, A 135 från N y n ä s ... » » = 1,00
I biandaren invägd mängd bindemedel ... = 4,2 °/o
I detta fall användes en 1 -liters pyknometer i stället för de normala ^-liters pykno- metrarna, provmängden kunde då ökas till 1.000 gr. Satsen i biandaren, 4.000 gr, delades i fyra lika stora delar, under iakttagande av att separation i möjligaste mån skulle undvikas.
Bindemedelshalt enligt Spec, vikt- r _ j -j-i Extraktiont •
Försöksresultat: metoden 0,
%
Delprov a. ... 3,7 3,7 » b... 3,9 3,8 » c... 3,9 4,0 » d... 4,6 4,6 Medelvärde av 4 bestämningar... 4,0 4,0Även i detta fall ha spec, vikt-metoden och extraktionsmetoden gett lika resultat. Skillnaden mellan de olika delvärdena är dock stor, vilket beror på att massan ej varit homogen. Det var icke tillfyllest att fördubbla provmängden. Skall man få rätt värde på den genomsnittliga bindemedelshalten i massa av denna typ (ÖAb), är det nödvändigt att undersöka betydligt större mängd, eller hellre flera delprov.
B. Praktiska försök.
F ö r s ö k v i d a r b e t s p l a t s e n i J o r d b r o , S t o c k h o l m s l ä n .
Metoden användes här för att kontrollera bindemedelshalten i slitlagermassor o— 11 mm, tillverkade i ett AB. Skånska Cementgjuteriet tillhörigt kontinuerligt asfaltverk av Barber-Greenes fabrikat. Under en tidsperiod utfördes serier av bestämningar av massans bindemedelshalt för att kontrollera jämnheten i verkets produktion. Vidare studerades hur specifika vikten för stenmaterialet varierade. Undersökningarna utfördes av en praktikant vid vägförvaltningen.
Variationer i stenmaterialets specifika vikt.
Stenmaterialet utgjordes av en samkrossad blandning av material från olika håll, nämligen dels rullsten från ett grustag och dels sprängsten från olika platser i när heten. Nedan anges de specifika vikter, man fann hos stenmaterialet vid analys på arbetsplatsen vid olika tidpunkter. Varje värde är en enkelbestämning. Filler är tillsatt. Datum, 19 5 1:13 /6 13/6 13/6 15/6 20/6 25/6 3/7 5/7 12/7 Spec, vikt: 2,700 2,703 2,69s1) 2,690 2,696 2,697 2,695 2,696 2,700
Bland dessa värden avviker ett, bestämningen av den 15/6, avsevärt från de övriga. Eftersom endast enkelprov utfördes denna dag, är det omöjligt att avgöra, om avvi kelsen beror på analysfel eller på att stenmaterialet tillfälligt hade annan specifik vikt. Om analysen upprepats omedelbart, skulle detta ha klarlagts. För övriga värden är medeltalet 2,698 och de enskilda bestämningarnas »sannolika avvikelse» endast 0,0026. Om, såsom föreskrives i anvisningarna, icke blott enkelprov utföres, utan minst tre prov, blir resultatet avsevärt noggrannare, och framför allt minskar risken att en till fällig felbestämning av stenmaterialets specifika vikt förrycker resultaten av ett flertal beräkningar av bindemedelshalten.
Bindemedlet utgjordes av en asfaltlösning av A 120 + antracenolja. Eftersom sam mansättningen kunde misstänkas variera, utfördes några bestämningar vid olika tid punkter.
Datum, 1951: 15/6 15/6 25/6 12/7 Specifik vikt: 1,00 i^ o 1) 1,00 1,00
Variationer i bindemedelshalten.
Sammanlagt utfördes 3 6 bestämningar. Av dessa kontrollerades följande 8 genom efterföljande extraktion på väginstitutet.
De på arbetsplatsen gjorda beräkningarna av bindemedelshalten grunda sig på ovan omnämnda specifikvikt-bestämningar för stenmaterialet. Vid kalkylen har man använt den senast bestämda specifika vikten för stenmaterialet (i allmänhet enkelvärde). I ta bellen nedan anges för tydlighetens skull vilka specifika vikter, som använts vid varje särskild beräkning2). Bindemedlets specifika vikt enligt ovan = 1,00. Beläggningsmassan utgjordes av MAb o— 11 mm.
Prov taget den
På arbetsplatsen genom specifikvikt- bestämning funna värden
A v vaginsti- tutet genom extraktion be stäm d binde- medelshalt Specifik vikt för stenmatr. Specifik vikt för massan Bindemedels- halt i massan 195 1: 1 3 / 6 ... 2 , 7 0 2 2 ,4 4 4 6 ,2 0/0 6 , 1 °/o 1 3 / 6 ... 2 , 7 0 2 2 , 4 5 0 6 , 1 » 6 ,2 » 1 3 16 ... 2 , 7 0 2 2,4 5 5 5 >9 » 5.9 » 1 5 / 6 ... 2 , 6 9 0 2 ,4 3 9 6 ,2 » 6 ,2 » 1 5 / 6 ... 2 , 6 9 0 2 , 4 5 2 5.9 » 6 , 1 » 2 7 / 6 ... 2 , 6 9 7 2 , 4 5 1 6,0 » 6 ,2 » 2 9 / 6 ... 2 . 6 9 7 2,439 6,3 » 6,3 » 4 / 7
...
2 , 6 9 7 2 , 4 3 1 6,5 » 6,_£ » F ö r s ö k v i d a r b e t s p l a t s e n v i d L i n d e f a l l e t , G ä v l e b o r g s l ä n .Även här användes metoden för att kontrollera massorna från ett kontinuerligt Barber-Greeneverk. Verket var tillhörigt Väg- och Vattenbyggnadsstyrelsen och de kontrollerade massorna utgjordes dels av bindlagermassa av öppen asfaltbetong, dels av slitlagermassa av mjuk asfaltbetong o— 11 mm. Försöken utfördes av två engelska praktikanter vid vägförvaltningen.
x) Bestämningen utförd av väginstitutet.
) D e funna bindemedelshalterna får ej användas för att bedöm a hur konstant asfaltsverket arbetat. Justeringar i inställningen av verket kunna ha förekom m it.
Följande tabell visar, hur specifika vikten för stenmaterialet i slitlager mas san va- varierade (enkelbestämningar för 500 g provmängd):
Datum, 1951: 26/7 26/7 26/7 15/8 15/8 15/8 Spec, vikt: 2,772 2,778 2,777!) 2,778 2,771 2,774 Medelvärde: 2j77^ 2,774
Den enskilda bestämningens medelavvikelse, räknad för alla sex proven, utgjorde 0,003.
För stenmaterialet till bindlagret utfördes också några bestämningar av specifika vikten. Här blev spridningen så stor, att den märktes redan i andra decimalen. Prov mängden 500 g var synbarligen icke tillräcklig.
Variationer i bindemedelshalten.
Beträffande bindemedelshalten utfördes sammanlagt 66 enkelbestämningar på arbets platsen. Undersökningarna voro — jämte kontroll av verket — inriktade på att finna, hur stora variationer man erhöll för bindemedelshalten, om man samtidigt tog ut och undersökte olika delprov ur massan. Man tog varje gång ut tre delprov, vardera om 500 g. De tre samhörande delproven ha betraktats som en provserie, för vilken fel kalkyl utförts och den enskilda bestämningens medelavvikelse beräknats av väginsti- tutet. Vid felkalkylen ha två decimaler medtagits oaktat att den sista decimalen har ringa värde absolut sett.
Försöken med slitlager massor omfattade 13 sådana serier. I följande tabell betyder »medelavvikelse» den enskilda bestämningens medelavvikelse i serierna om tre delprov. I ett fall steg denna medelavvikelse till 0,3 °/o; i medeltal låg den under 0,14 °/o. A vvi kelsen beror dels på att massan haft något olika bindemedelshalt i olika delprov, dels på analysfel. Bindemedelshaltens »medelavvikelse» inom varje serie var:
Datum, 1951: 16/8 16/8 17/8 17/8 20/8 21/8 22/8 23/8 24/8 27/8 27/8 28/8 28/8 Medelavvikelse: 0,11 0,10 0,05 0,11 0,20 0,09 0,03 0,08 0,17 0,26 0,10 0,30 0,06
Även bindlagret av öppen asfaltbetong, som hade o—24 mm storlek, undersöktes med avseende på bindemedelshalten. Man provade 8 serier om 3 delprov var. Varje delprov vägde 500 g. Avvikelserna blevo avsevärt större än för den finkorniga massan och lågo i medeltal vid ca 0,5. Man fick därmed ytterligare bekräftelse på att 500 g ej var tillräcklig provmängd för så grovkornig massa.
Av de prov, som sparades vid specifikvikt-bestämningarna för att senare analyseras vid väginstitutet, var tyvärr endast ett helt vid ankomsten till institutet. Detta, som avsåg massan o— 11 mm, befanns vid extraktionen ha bindemedelshalten 6,1 %, medan man på arbetsplatsen funnit 6,0 °/o.
Slutsatser.
Undersökningarna ha visat att metoden att bestämma bindemedelshalten ge nom specifikvikt-bestäm ning v äl kan m äta sig med de vanliga extraktionsmeto- derna i avseende på noggrannhet. Den är så enkel, att den kan användas på en arbetsplats. Den fordrar dock omsorgsfullhet vid utförandet.
Metoden är särskilt läm pad i sådana fall, då man gör upprepade bestäm ningar för att se, hur bindemedelshalten varierar i en viss massa. Så är exempel vis ofta fallet i ett asfaltverk, när man önskar kontrollera bindemedelshalten i den färdiga beläggningsmassan genom exempelvis dagliga analyser. D ärvid är det emellertid en förutsättning, att stenmaterial och bindemedel ha så konstant sammansättning, att deras specifika vikter ej variera. Om så ej är fallet, kan metoden ändock användas, men undersökningen blir omständligare.
För analys av enstaka prov, som innehålla material av okänd specifik vikt, är metoden mindre lämpad. Detta innebär, att extraktionsmetoden i allmänhet är att föredra för centrallaboratorier, som undersöka enstaka massor från olika håll. I vissa fa ll kan specifikvikt-m etoden dock vara läm plig även för central laboratorier. Väginstitutets laboratorium har sålunda använt den med avsevärd tidsvinst, när det gällt att undersöka hur bindemedelshalten varierat i en serie prov från en och samma provväg.
SUMMARY
Introduction.
Th e METHOD is based on the determinations of the specific gravities of binder, aggregate, and ready mix. It has been worked out in the laboratory of Statens Väg- institut, according to instructions from the author, and tested at two asphalt plants.
The most expensive part of the equipment is a balance which costs about Sw. Crs. 200: — ( = about £ 14: — : —). Test results can be obtained within i K hours.
If gT and gs are the specific gravities of binder and stone resp. and £>m the specific gravity of the ready mix, the binder percentage, b, can be obtained according to the following formula:
100 __ b 100 — b
Q m (Ob Qs
For a special job, gh and gs are constants characteristic for the binder and aggregates used in the manufacture of the mix. They can be determined once and for all for the ingredients employed. Thus, the problem is reduced to measuring the specific gravity,
gmi of the mix at hand. Such a determination may be made in a pycnometer by means
of two accurate weighings and a temperature reading. The temperature reading is necessary since benzene is used for a pycnometer liquid; the volume of the benzene is highly temperature susceptible. For the same reason it is necessary to keep the pycno meter in a water bath before weighing.
T est procedure.
Equipm ent {maximum aggregate size 16 mm).
A balance of maximum 1.000 gram capacity and 0,05 gram accuracy1) set of weights
glass pycnometer 500 ml. (fig. 2) glass rod to stir in the pycnometer glass flask 500 ml.
water bath with water of room temperature. (An ordinary bucket of 15 lit volume and equipped with a platform for the flask and the pycnometer, is sufficient. It contains water of the same temperature as the surrounding air. No stirrer is needed.)
*) A suitable balance o f Swedish make is m anufactured by Lindells V ågfabriks AB. It has oil-dam ping and direct reading of fractions o f grams.
Determination o f gm.
500 grams of the mix (the mix may be hot) are weighed out in the pycnometer, whereupon the pycnometer is filled with so much benzene that the mix is well covered. The pycnometer is placed in the water bath, together with the flask, which shall contain a sufficient quantity of benzene to fill up the pycnometer. After about 20 minutes, the pycnometer is removed from the water bath, and the mix stirred with the glass rod u n t i l a l l a i r in the mix is removed. 3 or 4 minutes of stirring will be sufficient. It is then filled to the neck, with benzene from the flask, closed with a cork stopper holding the thermometer, and placed in the water bath again for another 30 minutes. When this time has elapsed, the temperature is read, and the cork stopper and the thermometer are removed. Then the pycnometer is filled completely, closed with its cover, wiphed dry on the outside and weighed. The weight of the benzene in the pycnometer is first computed and then the volume of the benzene calculated from its specific gravity at the read temperature. When the volume of the benzene in the pycnometer has been calculated, the volume of the mix is easily obtained as the difference between the volumes of pycnometer and benzene, whereupon the specific gravity can be calculated.
Determinations o f gh and gs.
These two constants are determined in the same way as gm, benzene being used as a pycnometer liquid also in these cases. The quantity of the aggregate should be about 500 grams and the quantity of binder about 100 grams. The specific gravity of the binder, however, can often be obtained from the supplyer of the binder.
Determ ination o f specific gravity o f benzene.
Since the specific gravity of benzene varies somewhat, it must be determined for each delivery. The determination is done in the pycnometer but the pycnometer must be kept in the water bath for at least 50 minutes, and the exact temperature of the benzene must be read. The specific gravity of the benzene at any other test temperature can be taken from table 1.
N ecessary accuracies.
The weighings must be done with an accuracy of 0.1 gr. and the temperature read to 0.2° C.
Calculation o f binder content.
When gs, £b, and £m are known, the binder content can be calculated with the formula on page 6. To facilitate the calculation the nomograph on page 12 has been constructed.
Since gs and gh are constants, it is advisable to mark out their appropriate rays with a pencil. The actual value of £>m is thereupon sought out on the £ m- s c a le and the line drawn parallel to the gh-ray. The intersection of this line and the g&-ray gives the value of the binder content. — For typical examples of calculation, see page 26.
G rading o f the aggregate.
Normally, it will be most convenient to determine the grading of the aggregate on a sample taken from the mixer before the addition of binder. However, the grading can also be determined from the aggregate in the mix in the pycnometer, if the aggregate is washed free from binder after the determination of the specific gravity of the mix. The paper describes how this can be done.
Control tests.
The accuracy and suitability have been tested in the laboratory, as well as in practice. For the experiments in the laboratory, mixes were available that had been mixed in the laboratory mixer, and thus had an accurately known binder content which could be compared to that obtained through specific gravity measurement. For the mixes made and tested in practice at the asphalt plants, the binder content was not known with sufficient accuracy to make such a comparison possible. After the determination of the specific gravity of the mix, the contents of the pycnometers were transferred quantitatively to glass containers which were sealed and sent to the laboratory of Statens Väginstitut, where the extraction was completed in the ordinary way. Thus, the real binder content of the mix was determined from the same sample on which the specific gravity determination had been made. Deviations owing to inhomogeneous mixing were in that way avoided, but the »true» binder content thus obtained suffered from extraction errors of about o .i—0.2 °/o.
Moreover, tests concerning the constancy of the specific gravity of different kinds of aggregate have been made. It is of great importance that this factor can be con sidered as a constant. The tests showed that such is the case normally. However, different fractions of the aggregate may have different specific gravities. It is, therefore, necessary to determine the specific gravity with samples having the same grading as that of the mix.
All these control tests which are described on pages 1 5—21 have demonstrated that the specific gravity method generally gives test results comparable to those obtained through common extraction methods with regard to accuracy. The magnitude of the error in the binder percentage thus obtained can be limited to 0 .1—0.2. Moreover, this method is very rapid and so simple that it can be used in a small field laboratory. It is specially suitable in such cases where repeated determinations have to be made to control the constancy of the binder content in a special mix, as is often the case at an asphalt or tar plant where daily analyses have to be made. A limitation of the method is that the specific gravities of binder and aggregate have to be constant. Otherwise the procedure will be more time-wasting. It cannot be used if the mix contains water, unless the mix is dried prior to the analysis.
For the analysis of single samples that contain binder and aggregate of unknown specific gravities, the method is less suitable. Central laboratories which have to test single samples of mixes from different sites will find some extraction method more convenient.
26 Bilaga i .
E X E M P E L P Å P R O V N I N G S P R O T O K O L L .
Bestämningen av specifika vikten fö r bensolen (enl. I) och fö r stenmaterialet (enl. II)
utföres läm pligen i fö rv äg . Behöver även bindemedlets specifika v ik t bestämmas, ut- föres bestämningen såsom fö r beläggningsmassa (enl. III).
Bensol levererad 10/6 19 ^ 1 Delprov: 1 2
Pyknom eter nr ... a) Pyknom eter + p r o v ... g 1 649,77 4 6 5 9 ,7 0 b) Pyknom eterns v i k t ... g I72>23 200,01 c) In vä gt p rov (a— b) ... g 477,54 459,69 d) Bensolens tem peratur i pyknom etern . . . . C° 17,4° 18,0°
e) Pyknom eterns vo lym = provets vo lym . . ml 540,88 5 2 I >'9 f) Bensolens specifika vik t vid vägnings-
temp (c : e) ... g/ml 0,882 g 0,8820
g) Bensolens specifika v ik t vid 2 0 01) . . . . g/ml 0,8800 0 ,8 7 g 8
Bensolens specifika vik t vid 2 0 ° m edel
värde ... g/ml 0,879g
I II . Bestämning av specifik vikt för beläggningsmassa.
M A b 2 7 i 6 1 9 5 1 Delprov: kl
7-30
8 .30 10.00Pyknom eter nr ... 3 4 3 a) Pyknom eter + p r o v ... --- g 570,7s 564,75
5
*3,54
b) Pyknom eterns v i k t ... --- g 185,22 200,0 j 1 8 5 ,2 2
c) In vägt p rov (a— b) ... --- g 385,56 364,74 328,32
d) Pyknom eter + p ro v + bensol --- g 893,82 894,14 8 56 ,8 0
e) Bensolens tem peratur i pyknom etern --- C ° 14 ,8° *5>5° l6,8°
f) Bensolens specifika v ik t vid vägnings-
tem p1) ... 0,8857 0,8850 0,88 K
g) Bensolens vik t (d— a) ... --- g 323,04 3 2 9 ,3 9
343,2
6 h) Pyknom eterns vo lym ... 522,58 521,19 522,58 i) Bensolens vo lym (d— a) : f ... 3 6 4 ,7 3 372,19 388,52j) Provets vo lym (h— i) ... ml z5 7 ,85 1 4 9 , 00 1 34,o 6
k) Provets specifika vik t (c : j ) ... --- g ml 2,443 2 ,4 48 2,44< 1) Provets specifika v ik t: m edelvärde
.
— — — —Bindem edelshalt (ur nomogram) . . . . . . . . vikt-^o 6 ,1 6,1
i) U r tabell I.
Samm ansatt stenm aterial fö r M A b Delprov: i 2 3
Pyknom eter nr ... 8 8 3
a) Pyknom eter + p rov ... --- g 468,33 4 - i i , i 2 557,so
b) Pyknom eterns v ik t ... --- g 1 2 g, 1 9 1 2 g , 19 1 8 5 , 2 2
c) In vägt p ro v (a— b) ... --- g 3 3 9 ,'4 281,93
372,58
d) Pyknom eter + p ro v + b e n s o l... --- g 615,0s 576,7s 8g7,gse) Bensolens tem peratur i pyknom etern . . . . C° l6,2° 16,0° 16 ,o°
f) Bensolens specifika vik t vid vägnings-
tem p1) ... 0,8842 0,8 844 0 ,8 8 44
g) Bensolens vik t (d— a ) ... --- g
146,72
165,63 340,18h) Pyknom eterns vo lym ... 2 9 I , 4 6 2 g 1 ,4 6 522,58
i) Bensolens vo lym (d— a) : f ... 1 6 5 ,9 4 i 8 y , 2 8 384,64
j) Provets vo lym (h— i) ... 125,52 104,18 137,94 k) Provets specifika v ik t (c : j ) ... --- g/ml 2 ,7 0 2 2 ,7 0 6 2 ,7 0 1
1) Provets specifika v ik t: m edelvärde , --- g/ml 2,70 3
I. Bestämning av specifik vik t för bensol.
F Ö R T E C K N I N G Ö V E R
PUBLIKATIONER FRÅN SVENSKA V Ä G INSTITUTET
OCH STATENS VÄGINSTITUT
M e d d e l a n d e n . Sv e ns ka V äginstitutet.
1. Förslag till vägnomenklatur. Del I. Allm änna benämningar samt speciella benäm ningar för undersöknings- och utsättningsarbeten, terrasserings- och beklädnadsar- beten, konstarbeten, vägm askiner och redskap samt vägm ärken. (U tgånget)... 1925 2. Protokoll från det av Svenska V äginstitutet anordnade diskussionsmötet i tjä lfr å
gan i Luleå den 5 och 6 oktober 1 9 2 5. ( U tgånget) ... 1926 3. Erfarenheter från Svenska Väginstitutets trafikräkningar åren 1 9 2 4—1 9 2 5, av
E. N ordendahl. (U tgånget) ... 1926 4. Del I. Erfarenheter från trafikräkningar i G ävleborgs län år 1 9 2 5. T rafiken s fö r
delning å vägnätets olika delar, trafikm ängder m. m.
Del II. N åg ra erfarenheter rörande användbarheten av m asugnsslagg för vägän- dam ål, av E. Nordendahl.
Del III. V ägbeläggningar av silikatbehandlad m akadam . (U tgånget) ... 1 9 2 7 5. K lorkalcium och sulfitlut som dammbindnings- och vägförbättringsm edel. En
handledning i användningen av dessa medel, av A. Lagergréen, E. N ordendahl och N . Wiheck. ( U tgånget, se medd. 1 4) ... 19 2 7 6. Autom obiltrafikens inverkan på byggnaders bestånd med hänsyn särskilt till bil-
ringarnas beskaffenhet och fordonens hastighet. (U tgånget).
B ilaga: H . KreUger: V ibrationsm ätningar i N orrköping 1 9 2 6... 1927 7. Om m otorfordons rörelse, speciellt i avseende på dess sam band med vågbildning
en å vägar, av G. Blum. ( U tgånget) ... 19 2 7 8. Metoder för och resultat av bergartsprovningar för vägändam ål, av R. Schlyter.
(U tgånget) ... 1928 9. Provvägen vid Braunschweig, av E. N ordendahl (U t g å n g e t ) ... 1928 1 0. G atu- och vägbeläggningars slirighet, av E. N ordendahl. (U tg ån g et)... 1928 1 1. Förslag till vägnom enklatur. Del II. V ägbyggnadsm aterial av jord- och bergarter.
(U tgånget) ... 1928 1 2. U ppm ätning av ojämnheten hos vägars körbanor med s. k. skrovlighetsm ätare, av
E. N ordendahl. (U tg ån g et)... 1929 1 3. Tjälproblem ets grundfrågor. Sam m anfattning av de viktigaste resultaten av p ågå
ende undersökningar. I. A v G. Beskow. (U tg ån get)... 1929 *4. Klorkalcium och sulfitlut som dammbindnings- och vägförbättringsm edel. En
handledning i användningen av dessa medel. A ndra om arbetade u p p lag an 1929
1 5. Dräneringens betydelse för vägarnas tjälförhållanden. Sam m anfattning av de vik tigaste resultaten av pågående undersökningar. II. A v G. Beskow. (U tgånget) . . . . 1929 1 6. Iakttagelser från en studieresa i bil genom D anm ark och norra T y sklan d, av
1 7. Provväg vid K ristianstad mellan Ringelikors och västra Göinge härads gräns på vägen K ristianstad-H ässleholm ... I92 9 1 8. V ågbildning å vägar. Corrugations on road surfaces. Bidrag till utredning om or
sakerna till vågbildning å vägarna av Fr. Enblom och G. Blum (U tgånget) . . . . 1929 1 9. Provvägen i G ävle på västra u tfartsv äg en ... 1929 20. V ägstudier i D anm ark år 19 2 9, av N . v. M a t e r n ... 1930 2 1. De geologiska faktorernas betydelse fö r vägarnas tjälförhållanden, av G. Beskow.
( U tgånget) ... 1930 2 2. Erfarenheter från provvägarn a år 1 9 2 9, av N . v. Matern. ( U tgånget) ... 19 30 2 3. Svenska Väginstitutets trafikräkningar år 19 2 9, av N . v. Matern ... 1930 24. Om vägarnas bärighet vid vattenöverm ättning, av G. Beskow. ( U tgånget) ... 1930 2 5. Om jordarternas kapillaritet, av G. Beskow (U tgånget) ... 1930 1 6. Om isoleringsåtgärder mot tjälskott och tjälskjutning, av G. Beskow. ( U tgånget) 19 3 0 27. N åg ra undersökningar rörande klorkalcium , klormagnesium och sulfitlut och de
ras läm plighet som dammbindningsmedel av G. Beskow och N . v. M atern. (U tg.) 1930
28. Bidrag till frågan om högklassiga vägbeläggningar i Sverige, av N . v. M atern 1930 29. Provvägen vid K alm ar. The experimental R oad at K alm ar, av N . v. M atern . . . . 19 3 1 30. Om vägarnas allm änna ytuppm jukning i tjällossningen. Softening of R oads in
Spring, av G. Beskow ... 1 9 3 1 3 1. V ägstudier i Förenta Staterna 1 9 3 0. R oad Studies in the U nited States o f Am erica
1 9 3 0, av T . Biide, G. H öckert, N . L id v ally N . v. M atern, A. V alsinger och E. P. W r e tlin d ... 1 9 3 1 3 2. Om indränkning och ytbehandling. Grouting and Surface Treatm ent, av N . v.
M atern ... 1 9 3 1 3 3. Erfarenheter från provvägarn a år 1 9 3 0. Experiences from the T est R oads 1 9 3 0,
av Fr. Schiitz ... 1 9 3 1 34. A sfalt och tjära för vägändam ål. A sphalt and T a r for R oad P u rposes... 1 9 3 1 3 5. Undersökningar rörande bromslängden för bilar vid olika väglag. Investigations
into braking Distances for M otor C ars under different R oad Conditions, av G. Andersson och E. Lundeberg... 1 9 3 1 3 6. Om användning av v ägtjära utomlands. The Use o f R oad T a rs A broad, av S.
H a llb e r g ... 1932 3 7. Om korrugeringen och dess motarbetande. Corrugation on G ravel R oads and its
Counteraction, av G. Beskow (U tg å n g e t )... 1932 38. Avnötningsm ätningar på vägbeläggningar. Measurements of W ear on Pavements,
av N . v. Matern och Fr. Schiitz ... 1932 39. U tredning rörande m otorfordonsbeståndet i Sverige. A Statistical Survey of M o
tor Vehicles in Sweden, av 1 9 3 1 års väg- och b ro sa k k u n n ig a ... 1932 40. Provning av betong vid betongvägar medelst provbalkar. Testing of Concrete for
Concrete R oads on Beams, av C. F o r s s e l l ... 193 3 4 1. T jälens betydelse för vägbeläggningar. Influence of Frost Action in the Subgrade
on Pavements, av G. Beskow ... 1933 42. Provvägen vid Borås. The experimental R oad at Borås, av N . v. M a t e r n 1934 4 3. U tredning angående lämpligheten av betongrör till vägtrum m or. Investigations
about Concrete Pipes for R oad Culverts, av 1 9 3 1 års väg- och brosakkunniga. . 1934 44. Teknisk-ekonom iska utredningar rörande vägväsendet. V ägar. Technical-Econo
mical Researches into R oad Construction and T ran sport in Sweden, av 1 9 3 1 års väg- och brosakkunniga. ( U tgånget) ... 1934
45. Arbetsbeskrivningar för bituminösa vägbeläggningar. Standard Specifications for Bituminous Pavements, utgivna av K . Väg- och Vattenbyggnadsstyrelsen. (U tgånget) 1935 46. Enkla bituminösa vägbeläggningar på grusvägar. Low Cost Bituminous R oads, av
N . v. M atern och S. H a l l b e r g ... 1935 47. Provvägen på Lidingön. The Lidingö T a r Pavement T est R oad, av M. Rahlén . . 1935 48. Tjälbildningen och tjällyftningen med särskild hänsyn till vägar och järnvägar.
Soil Freezing and Frost H eaving, av G. B e s k o w ... 1935 49. Förhandlingar vid nordiska vägtekniska mötet i Stockholm år 1 9 3 5. Proceedings
o f the Scandinavian R oad Technical Meeting at Stockholm 1 9 3 5... 1 93 6 50. Provvägen på Blackebergsvägen. T est R oad on the Blackeberg R oad near Stock
holm ... 1936 5 1. Försök med dammbindningsmedel på Enebyvägen i Stockholm 1 9 3 4. Tests with
D ust-laying Agents on the Eneby R oad near Stockholm 1 9 3 4, av S. H a llb e r g 193 6 52. Ytbehandling av grusvägar enligt Värmdömetoden. Experiences with double Sur
face Treatm ents on G ravel R oads, av A. S. Odelberg ... . . . 1936'
5 3. Försök med dammbindningsmedel på Eneby vägen i Stockholm 1 9 3 6. Tests with D ust-laying Agents on the Eneby R oad near Stockholm 1 9 3 6 ... 1936 54. Erfarenheter från statens väginstituts m aterialkontroll under åren 19 3 5 och 1 9 3 6.
Testing o f R oad M aterials during 19 3 5 and 1 9 3 6. R eport from the Swedish State R oad Institute ... 1 9 3 7 55. U ndersökningar rörande stenkrossar. Some Investigations about Crushers ... 19 3 7 56. Utredning rörande bilbeskattningen. R oad Technical Views on M otor T axation ,
av N . v. M atern och G. Kullberg ... 1938 57. Fallkilen. A new Method for Determining the Bearing C apacity of Soils and
G ravel Roads, av F. R e n g m a rk ... 1938 58. Arbetsbeskrivningar för vägbeläggningar. Standard Specifications for Pavements.
(U tgånget) ... 1939 59. U ndersökningar rörande tunna betongbeläggningar på b ärkraftig underbädd.
Vibrobetong och H olterbetong. Some Investigations about Thin Concrete P ave ments on Subgrade with Good Bearing, av N . v. M atern, H . R öhfors och G. W ästlund ... 1939 60. Faktorer som inverka på bituminösa beläggningars vattenbeständighet. The Resi
stance of Bituminous Pavements to W ater, av S. H a l l b e r g ... 1939 6 1. G atstensprovvägen Sanna— Hinsholmen. Sett Paving T est R oad Sanna— Hins-
holmen, av A. H jelm ér ... . 1941 62. Jäm nhetsm ätningar på vägbeläggningar. Measurements o f the Unevennesses of
R oad Surfacings av N . v. Matern och G. K u llb e r g ... 19 4 1 6 3. Snabb bestämning av bitumenhalten i vägbeläggningar. R ap id Determination o f
the Bitumen Content in Pavements, av H . A m felt ... 1942 64. Arbetsbeskrivning för byggnad och underhåll av slitlager av grus. Specifications
for G ravel Roads, utgivna av K . Väg- och V atten b yggn ad ssty relsen ... 1942 6 5. Försök med pågrus. Tests with Chippings, av N . v. M atern och A. H jelm ér . . . . 194 3 66. Skador på betongvägar uppkom na genom saltbehandling vintertid. D am age on
Concrete Pavements by W intertime Salt Treatm ent av H . A r n f e l t ... 1943 67. N åg ra undersökningar av snöskärmar. Some Investigations as to Snow Fences av
S. H allberg ... 1943 68. Undersökningar rörande konsistens hos betong. Investigations as to the Consist
