Битума температура вспышки: Температура вспышки и воспламенения битума

Определение температуры вспыхивания битума — Материалы и свойства

Главная » Материалы и свойства

Автор Admin На чтение 2 мин. Опубликовано 2021-12-01

Для установки безопасного технологического процесса, а также для смешивания с наполнителями нужно знать заранее температуру вспышки битумов (табл. 1).

Определение проводят на приборе (рис. 1), имеющем большой тигель 5, наполненный песком, подогреваемый горелкой, и малый тигель 4, в который наливают расплавленный битум так, чтобы уровень его до краю тигля не доходил на 12 мм для битумов с ожидаемой температурой вспышки до 210°С и на 18 мм для битумов, температура вспышки которых выше 210°С.

Рисунок 1. Прибор для определения температуры вспыхивания битума:

1. штатив;
2. зажим;
3. термометр;
4. металлических тигель;
5. песчаная баня;
6. горелка;
7. кольцо.

Таблица 1 Физико-механические свойства нефтяных битумов

Марка битума	Глубина проникновения иглы при 25°С 0,1 мм	Растяжение при 25°С, см, не менее	Т, °С, не ниже
			Размягчения	Вспыхивание
Строительные битумы
БН-50/50	41-60	4050		220
БН-70/30	21-40	3	70	230
БН-90/10	5-20	1	90	240
Битумы для кровли
БНП-45/180	140-220	Не Нормируется	40-50	240
БНП-90/40	35-45	Не Нормируется	85-95	240
БНП-90/30	25-35	Не Нормируется	85-98	240
Дорожные битумы
БНД-200/300	201-300	—	35	200
БНД-130/200	131-200	65	39	220
БНД-90/130	91-130	60	43	220

В малый тигель ставят термометр 3 в вертикальном положении, причем ртутный шарик должен быть в центре тигля.

Большой тигель нагревают пламенем газовой горелки 6 с режимом нагрева 10°С за одну минуту.

За 40°С до ожидаемой температуры вспышки скорость нагрева уменьшают до 4°С в минуту.

10°С до ожидаемой температуры вспышки поджигают приспособление и медленно проводят им по краю малого тигля на расстоянии 10-14 мм от поверхности битума. Длина пламени должна быть 3-4 мм. Появление синего пламени над поверхностью битума принимается за момент его возгорания, а температура, отмеченная в этот момент, — за температуру вспышки.

Основные параметры битумов и методы их определения

Версия для печати

На странице представлен список и краткое описание наиболее часто используемых и значимых характеристик и методов испытаний, применяемых для битумных вяжущих. Понимание критериев классификации может помочь в изучении и анализе текстов технической документации и отраслевых стандартов.

Основными показателями битума являются:

• Пенетрация при 25°C
• Температура размягчения
• Температура хрупкости
• Температура вспышки
• Дуктильность битума
• Вязкость: кинетическая и динамическая

Качество битума оценивается совокупностью разных показателей, при этом основным является пенетрация при 25°С. Остальные свойства указываются как зависимость от пенетрации, так как при ее изменении меняются и полученные свойства. Например, увеличение пенетрации приводит к снижению температур хрупкости и размягчения.

Слово «пенетрация» произошло от латинского penetratio, что можно перевести как «проникать». Значение слова хорошо отражает суть метода испытания, а именно проникновение иглы в битумное вяжущее для определения его густоты.

Игла устанавливается вертикально и погружается в образец при заданной нагрузке, температуре и времени. Глубина ее проникновения выражается в единице пенетрации, которая составляет 0,1 мм.

Что касается температуры, то испытание допускается проводить при разной температуре, а 25°C является принятым показателем для классификации по европейским стандартам.

Подробно метод определения глубины проникания иглы описан в ГОСТ 11501-78.

Битумы представляют собой смесь большого числа соединений, поэтому, в отличие от индивидуальных веществ, переходят в жидкое состояние постепенно. Переход из твердого состояния в определенную жидкую консистенцию характеризуется температурой размягчения, которая оценивается в заданных условиях.

Наиболее распространенный метод определить температуру размягчения — это метод Кольца и шара. Образец битума размещается на металлическом кольце заданного размера, нагревается и начинает растягиваться под давлением стального шара с номинальным диаметром 9,525 мм и массой 3,50 ±0,05 г.

Через некоторое время битум принимает форму мешка и в конечном итоге касается нижней пластинки. Момент касания отмечается и принимается как температура размягчения.

Подробно метод описывается в ГОСТ 11506-73.

Показатели, полученные методом Кольца и шара, несколько выше, чем значения, получаемые по методу Кремер-Сарнова. Метод Кремер-Сарнова заключается в том, что слой битума толщиной 5 мм размещается в трубках под нагрузкой ртути массой 5г и нагревается до момента прорыва ртути через размягченный битум.

В процессе эксплуатации битума могут появляться трещины или излом.

Температура хрупкости позволяет определить температуру, при которой битум будет разрушаться под действием кратковременной нагрузки.

Определение температуры хрупкости выполняется методом по Фраасу, подробно описанном в ГОСТ 11507-78.

Суть метода заключается в нанесении битума толщиной 0,40±0,01 г. на стальную пластину. Образец охлаждается, после чего производится сгибание и распрямление пластинки до появления первой трещины. Момент появления первой трещины и является температурой хрупкости.

Определением температуры вспышки связано с требованиями пожарной безопасности при использовании битумных вяжущих и позволяет определить содержание воспламеняемых летучих веществ.

Для получения температуры вспышки используется методы определения в открытом тигле по методам Кливленда и Бренкена, при этом метод Кливленда используется при возникновении разногласий по оценке качества битума.

Суть метода заключается в постепенном нагревании образца до момента вспышки паров над поверхностью битума. Температура воспламенения определяется далее по тому же методу до момента загорания продукта от дальнейшего нагревания. Продолжительность горения должна быть не менее 5 с.

Подробно метод определения температуры вспышки описан в ГОСТ 4333-87.

Иногда применяется метод определения температуры вспышки в закрытом тигле Пенски-Мартенса, но, как правило, полученные результаты оказываются менее точными, чем результаты метода в открытом тигле.

Растяжимость битума (она же называется дуктильность битума) является важным показателем для дорожных покрытий, так как позволяет оценить стойкость к механическим воздействиям, способность работать на изгиб и эластичность. Дуктильность характеризуется расстоянием, на которое битум вытягивается в нить до момента разрыва.

Как правило, для высокоплавких твердых битумов растяжимость находится в пределах 20-50 мм, а для легкоплавких она может достигать более 300 мм.

Определение дуктильности битума выполняется по методу, описанному в ГОСТ 11505-75. Суть метода заключается в следующем: образец заливается в специальную форму, которая раздвигается с постоянной скоростью. Скорость растяжения при испытаниях при 25°С и 0°С должна быть 5 см/мин.

При использовании битумных материалов ожидается качественное сцепление с поверхностью и способность связать минеральные частицы в прочный монолит.

Вязкость битума определяет сопротивляемость материла к силам, вызывающим перемещение слоев. Другими словами, вязкость — это внутреннее трение между частицами в процессе движения одного слоя битума относительно другого.

Показатель вязкости подразделяется на кинематическую и динамическую вязкость.

Кинематическая вязкость — это мера сопротивления потоку жидкости под действием силы тяжести. Определение показателя выполняется по методу, описанному в ГОСТ 32060-2013. Суть метода заключается в измерении времени протекания заданного объема образца через вискозиметр при заданной высоте столба жидкости и заданной температуре. Кинематическая вязкость равняется результату умножения времени истечения на коэффициент калибровки вискозиметра.

Динамическая вязкость — это соотношение между приложенным напряжением сдвига и коэффициентом сдвига. Другими словами, мера сопротивления потока жидкости.

Определение показателя выполняется по методу с помощью ротационного вискозиметра, рассмотренному в ГОСТ EN 13302-2013. Также могут быть использованы метод вакуумных капилляров Кэннон-Мэннинга и метод конус-плоскость с помощью реометра.

Тест на температуру вспышки и воспламенения битума

🕑 Время чтения: 1 минута

Содержание:

• Что такое испытание на температуру вспышки и воспламенения на битуме?
• Зачем это нужно?
• Что такое точка воспламенения?
• Что такое пожарная точка?
• Аппаратура
• Процедура испытания
• Результаты
• Рекомендуемые значения

Что такое испытание температуры вспышки и воспламенения битума?

Испытания на температуру воспламенения и воспламенения проводятся на битуме, чтобы узнать безопасные значения температуры смешивания и применения для конкретного сорта битума.

Зачем это нужно?

При более высоких температурах битумные материалы пропускают летучие вещества. Эти летучие пары содержат углеводороды. Таким образом, они могут легко загореться и вызвать вспышку в какой-то момент, а если материал будет подвержен дальнейшему нагреву, он может воспламениться и сгореть. Очень опасно воспламенение при смешивании битума, особенно при его применении. Итак, необходимо признать безопасные температурные значения марок битума как для смешивания, так и для нанесения. Предельные значения температуры можно определить, проведя испытание на температуру вспышки и температуру воспламенения битума.

Рис. 1: Взрыв резервуаров с битумом из-за чрезмерной температуры

Что такое температура вспышки?

Температура вспышки материала – это наименьшая температура, при которой пары вещества быстро воспламеняются в виде вспышки при определенных условиях испытания. Так вот, в этот момент огонь не будет длиться дольше, просто на доли секунды появится вспышка. О наличии легколетучих и легковоспламеняющихся веществ в конкретном сорте битума можно судить по температуре вспышки.

Рис. 2: Стадия температуры воспламенения битума

Что такое температура воспламенения?

Температура воспламенения материала – это наименьшая температура, при которой материал загорается и горит при определенных условиях испытания. На наличие горючих материалов в битумном материале указывает точка воспламенения.

Рис. 3. Ступень точки воспламенения битума

Прибор

• Закрытый тестер Пенски-Мартенса
• Термометр

Тестер с закрытым тиглем Пенски-Мартенса содержит тестовый тигель, крышку, мешалку, заслонку и устройство воздействия пламенем. Термометр указанного диапазона обычно 0 ^o C до 350 ^o C с чувствительностью 0,1 ^o C следует использовать.

Рис. 4: Аппарат Пенски-Мартенса

Процедура испытания

1. Нагрейте битум выше температуры его размягчения (обычно от 75 ^o C до 100 ^o C) и тщательно перемешайте размягченный битум, чтобы удалить пузырьки воздуха.
2. Заполните чашу размягченным битумом до отметки, указанной на чашке. Теперь поместите крышку и закройте чашку.
3. Прочие аксессуары, такие как термометр и устройство обнаружения пламени, должным образом фиксируются в соответствующих положениях. Теперь зажгите пламя и установите размер пламени на 4 мм в диаметре.
4. Битум нагревается, и предпочтительная скорость нагрева должна составлять от 5 ^o C до 6 ^o C в минуту.
5. Перемешивание пробы должно производиться одновременно с нагревом с помощью мешалки.
6. Скорость перемешивания должна быть примерно 60 оборотов в минуту.
7. Внимательно наблюдайте за термометром и, когда температура станет на 17 ^o C ниже фактической температуры вспышки (175 ^o C), зажжется испытательное пламя.
8. Размер испытательного пламени должен быть 4 мм в диаметре и располагаться близко к нагреваемому образцу.
9. Включайте пробное пламя на каждые 1 ^O C подъема от этой точки и помните, что во время включения пробного пламени перемешивание должно быть остановлено.
10. Когда образец воспламеняется и образует вспышку, отметьте температуру в той точке, которая соответствует температуре вспышки битума.
11. Далее нагревайте образец с той же предыдущей скоростью и применяйте испытательное пламя на каждые 2 ^O подъема C, когда материал загорается и горит не менее 5 секунд, отметьте температуру в этой точке, которая является температурой воспламенения битум.
12. Повторите эксперимент еще 2 раза, и среднее значение трех показаний должно быть принято как температура вспышки и температура воспламенения данного образца.

Результаты

• Температура вспышки битума = _______    ^O C
• Температура воспламенения битума   =    _______    ^O C

Рекомендуемые значения

Для любого типа битума Минимальное значение температуры вспышки должно быть = 175 ^o C. Минимальное значение точки воспламенения должно быть = 175 ^o C + 5 ^o C.

Испытание на воспламенение и воспламенение

Битум является побочным продуктом сырой нефти, обладающим сильными адгезионными и гидроизоляционными свойствами. Он участвует во многих тестах, чтобы определить его класс и долговечность.

Испытание на проникновение проводится для определения коэффициента проникновения битума, а испытание на температуру размягчения проводится для определения точки вязкости битума.

Испытание на температуру воспламенения и воспламенения проводится для битума определенной марки, чтобы определить безопасную температуру битума для надежной работы.

Что такое проверка температуры вспышки и воспламенения?

Температура вспышки – Самая низкая температура битума, при которой материал испаряется и моментально воспламеняется в виде вспышки, известна как температура вспышки .

Температура воспламенения – Самая низкая температура битума, при которой материал воспламеняется и горит не менее 5 секунд, известна как точка возгорания .

Почему мы проверяем температуру вспышки и температуру воспламенения?

Поскольку битум является побочным продуктом сырой нефти, он содержит легковоспламеняющиеся частицы.

• Испытание на температуру вспышки и воспламенения проводится для проверки безопасной рабочей температуры.
• Испытание на температуру воспламенения проводится для определения горючих частиц, присутствующих в битуме.
• Значение температуры вспышки указывает температуру хранения и транспортировки материала.
• Анализ также помогает обнаружить загрязнение битумного вяжущего.

Как определить температуру вспышки и воспламенения?

Pensky-Martens может определить значение температуры вспышки и воспламенения, используя испытательные приборы с закрытым и открытым тиглями.

Необходимое оборудование

• Тестер Pensky-Martens Open/Closed – состоит из чашки на верхней поверхности и устройства для воздействия тепла. Нагревательное устройство закреплено на дне с присоединительным регулятором температуры для управления производством тепла.
• Термометр – от 0 до 370 °C
• Перемешивание

Процедура испытания в закрытом тигле – битум

• Все приборы в закрытом тигле, имеющие отношение к этому эксперименту, должны быть очищены от пыли и высушены в сушильном шкафу с горячим воздухом.
• Образец битума следует нагреть выше температуры его размягчения.
• Залить битум в чашу до метки заполнения.
• Теперь поместите чашку на тестер и закройте чашку.
• Термометр и мешалка должны быть установлены на свои места, чтобы начать тест.
• Теперь нагрейте битум со скоростью от 5 °C до 6 °C в минуту с помощью терморегулятора.
• Одновременно перемешивайте образец мешалкой со скоростью вращения 60 об/мин.
• Внимательно посмотрите на показания термометра, когда температура станет на 17 °C ниже ожидаемой температуры вспышки, следует применить испытательное пламя.
• Размер валика испытательного пламени должен составлять 4 мм, при подаче испытательного пламени перемешивание должно быть остановлено.
• Испытательное пламя следует применять при повышении температуры на 1 °C от этой точки.
• При применении тестового пламени появится уникальная вспышка в связи с постепенным повышением температуры.
• Примите показания как температуру воспламенения битума.
• Теперь продолжайте нагревать и проверять пламя при повышении температуры на каждые 2 °C.
• Обратите внимание на показания температуры как точку воспламенения битума на термометре, когда битум загорается и горит не менее 5 секунд.
• Повторите тест не менее 3 раз, и среднее значение будет равно температуре вспышки и воспламенения битума.

Лабораторный отчет

Тип – закрытый/открытый	Образец1	Образец2	Образец3
Точка возгорания
Пожарная точка

Разница результатов повторных испытаний должна быть в пределах, указанных в таблице ниже, согласно коду IS 1209.

Температура вспышки	Повторяемость	Воспроизводимость
104°C и ниже	2°С	3,5°С
Выше 104°C	5,5°С	8,5°С

Процедура испытания в открытом тигле – Битум с отсечением

Аппаратура, необходимая для испытания в открытом тигле, аналогична прибору Пенски-Мартенса в закрытом тигле, с той лишь разницей, что крышка тигля заменена зажимом который помещается на верхний край чашки.

• Все приборы с открытым тиглем, имеющие отношение к этому эксперименту, должны быть очищены от пыли и высушены в печи с горячим воздухом.
• Образец битума следует нагреть выше температуры его размягчения.
• Залить битум в чашу до метки заполнения.
• Теперь поместите чашку на тестер. Зажим несет термометр и тестер пламени.
• Теперь нагрейте битум в диапазоне от 5 °C до 6 °C в минуту с помощью регулятора.
• Внимательно посмотрите на показания термометра, когда температура станет на 17 °C ниже ожидаемой температуры вспышки, следует применить испытательное пламя.
• Размер испытательного факела пламени должен составлять 4 мм, и его можно регулировать.
• Испытательное пламя следует применять при повышении температуры на каждый 1 °C от этой точки на поверхности битума.
• Уникальная вспышка произойдет при подаче тестового пламени в связи с постепенным повышением температуры.
• Примите показания как температуру воспламенения битума.
• Теперь продолжайте подачу тепла и используйте испытательное пламя при повышении температуры на каждый 1 °C до 3 °C.
• При определенной температуре битум загорается и горит не менее 5 секунд.
• Обратите внимание на показания термометра, когда битум загорается и горит не менее 5 секунд, как Точка воспламенения битума.
• Повторите тест не менее трех раз, и среднее значение будет температурой вспышки и воспламенения битума.

Лабораторный отчет

Тип – закрытый/открытый	Образец1	Образец2	Образец3
Точка возгорания
Пожарная точка

Разница результатов повторных испытаний должна быть в пределах, указанных в таблице ниже, согласно коду IS 1209.

Условия	Повторяемость	Воспроизводимость
Точка возгорания	8°С	11°С
Пожарная точка	8°С	14°С

Значения температуры вспышки и воспламенения зависят от марки битума. Рекомендуемые минимальные значения температуры вспышки и воспламенения приведены ниже.

Обычно значение температуры воспламенения на 8–10 % выше значения температуры вспышки.