Утвержден и введен в действие
Приказом Федерального
агентства по техническому
регулированию и метрологии
от 21 июня 2019 г. N 324-ст
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ДОРОГИ АВТОМОБИЛЬНЫЕ ОБЩЕГО ПОЛЬЗОВАНИЯ
МАТЕРИАЛЫ ВЯЖУЩИЕ НЕФТЯНЫЕ БИТУМНЫЕ
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СВОЙСТВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ДИНАМИЧЕСКОГО СДВИГОВОГО РЕОМЕТРА (DSR)
Automobile roads of general use. Petroleum-based
bitumen binders. Method for determination of the properties
using a dynamic shear rheometer (DSR)
ГОСТ Р 58400.10-2019
ОКС 93.080.20
Дата введения
1 июля 2019 года
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский институт транспортно-строительного комплекса" (АНО "НИИ ТСК")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 418 "Дорожное хозяйство"
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 21 июня 2019 г. N 324-ст
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5 ДЕЙСТВУЕТ ВЗАМЕН ПНСТ 87-2016
Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на нефтяные битумные вяжущие материалы (далее - битумные вяжущие), предназначенные в качестве вяжущего материала при строительстве, ремонте и реконструкции дорожных покрытий и оснований и устанавливает метод определения комплексного модуля сдвига и фазового угла, характеризующих вязкостно-упругие свойства битумных вяжущих, при помощи динамического сдвигового реометра (DSR).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.007 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.019 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.1.044 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения
ГОСТ 12.4.131 Халаты женские. Технические условия
ГОСТ 12.4.132 Халаты мужские. Технические условия
ГОСТ 12.4.252 Система стандартов безопасности труда. Средства индивидуальной защиты рук. Перчатки. Общие технические требования. Методы испытаний
ГОСТ 3134 Уайт-спирит. Технические условия
ГОСТ 33140 Дороги автомобильные общего пользования. Битумы нефтяные дорожные вязкие. Метод определения старения под воздействием высокой температуры и воздуха (метод RTFOT)
ГОСТ Р 58400.5 Дороги автомобильные общего пользования. Материалы вяжущие нефтяные битумные. Метод старения под действием давления и температуры (PAV)
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения национального стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1
битумное вяжущее (bitumen binder): Органический вяжущий материал, производимый из продуктов переработки нефти с добавлением при необходимости органических модифицирующих добавок. [ГОСТ Р 58400.1-2019, пункт 3.1]
3.2 напряжение сдвига T, Па (shear stress T, Pa): Величина, определяемая отношением силы, производящей сдвигающее действие, к площади воздействия.
3.3 заданное напряжение сдвига (applied shear stress): Абсолютное значение максимального напряжения сдвига при испытании в течение цикла.
3.4 комплексный модуль сдвига G*, Па (complex shear modulus G*, Pa): Величина, определяемая отношением максимального абсолютного напряжения сдвига T к максимальной абсолютной деформации сдвига .
3.5 фазовый угол , рад (phase angle , rad): Угол, определяющий сдвиг фаз между деформацией и напряжением сдвига.
3.6 деформация сдвига , рад (shear strain , rad): Отношение произведения максимального угла поворота плиты и радиуса плиты к величине зазора между поверхностями плит.
3.7 заданная деформация (applied shear strain): Абсолютное значение максимальной деформации сдвига при испытании в течение цикла.
3.8 коррекционный температурный датчик (reference thermometer): Температурный датчик определения температуры образца, применяемый для определения величины температурной коррекции.
3.9 величина температурной коррекции (temperature correction): Разница между значениями температуры в области испытаний, которую определяет DSR, и температурой образца, которую определяет коррекционный температурный датчик.
3.10 цикл (loading cycle): Временной интервал испытания, равный периоду T осцилляционной сдвиговой деформации образца .
3.11 модуль потерь G'', Па (loss shear modulus G'', Pa): Величина, равная произведению комплексного модуля сдвига и синуса фазового угла.
3.12 модуль упругости G', Па (storage shear modulus G', Pa): Величина, равная произведению комплексного модуля сдвига и косинуса фазового угла.
3.13 испытательная система (testing system): Техническое устройство, состоящее из двух горизонтальных, параллельных, соосно расположенных поверхностей плит, между которыми помещается образец битумного вяжущего и к которым прикладывается вращательная нагрузка.
3.14 осцилляционная сдвиговая деформация (oscillatory shear load): Сдвиговая синусоидальная деформация образца во времени при угловой частоте под действием напряжения сдвига в соответствии с математической моделью .
3.15 линейность вязко-упругих свойств (linear viscoelastic properties): Поведение образца, при котором комплексный модуль сдвига не зависит от сдвигового напряжения или деформации.
Примечание - Если комплексный модуль сдвига изменяется менее чем на 15% при изменении величины деформации от 2% до 12%, то битумное вяжущее признается обладающим линейными вязко-упругими свойствами.
3.16 температурное равновесие (thermal equilibrium): Состояние, при котором температура битумного вяжущего, расположенного между плитами, остается постоянной в течение требуемого периода времени.
3.17 стерическое затвердевание (steric hardening): Процесс ассоциации молекул битумного вяжущего во время хранения при комнатной температуре.
Примечание - Стерическое затвердевание может увеличить комплексный модуль сдвига битумных вяжущих. Величина стерического затвердевания может быть значительной даже после нескольких часов хранения.
3.18 отжиг (доведение до подвижного состояния) (annealing): Нагревание битумного вяжущего после стерического затвердевания, до тех пор, пока оно не станет достаточно жидким.
Примечание - Динамическая вязкость битумного вяжущего в подвижном состоянии обычно не превышает 20 Па·с.
4 Требования к средствам измерений, вспомогательным устройствам, материалам и реактивам
При выполнении испытаний применяют следующие средства измерений, вспомогательные устройства, материалы и реактивы:
4.1 Реометр динамического сдвига (DSR)
Реометр динамического сдвига (DSR) состоит из следующих элементов:
1) система испытательная (см. рисунок 1), состоящая из плит в виде двух дисков одинакового диаметра из нержавеющей стали или алюминия, высотой не менее 1,5 мм.
1 - верхний диск (подвижный); 2 - нижний диск (неподвижный)
Рисунок 1 - Схема испытательной системы
Для испытаний образцов несостаренных (оригинальных) и состаренных битумных вяжущих в соответствии с ГОСТ 33140 применяют плиты диаметром (25,00 +/- 0,05) мм.
Для испытаний образцов, состаренных по ГОСТ Р 58400.5, применяют плиты диаметрами (8,00 +/- 0,02) и (4,00 +/- 0,01) мм;
2) устройство, способное воспроизводить и поддерживать необходимую температуру в области испытаний в диапазоне от 3 °C до 88 °C (предельно допустимая погрешность воспроизведения и поддержания температуры 0,1 °C).
Примечание - В случае необходимости проведения испытаний при температурах, не входящих в данный диапазон, устройство должно обеспечивать поддержание и измерение температуры с погрешностью не более 0,1 °C;
3) устройство деформации для воспроизведения осцилляционной сдвиговой деформации образца с угловой частотой (10,0 +/- 0,1) рад/с. В случае необходимости испытаний в диапазоне частот устройство нагружения должно обеспечивать необходимые угловые частоты ;
4) система сбора и регистрации данных, обеспечивающая измерение:
- комплексного модуля сдвига G* в диапазоне от 100 Па до 10 МПа с относительной погрешностью не более +/- 1%;
- фазового угла в диапазоне от 0° до 90° с абсолютной погрешностью не более 0,1°;
- температуры испытаний с абсолютной погрешностью измерений не более 0,1 °C;
- угловой частоты с относительной погрешностью измерений не более 1%;
- угла отклонения с абсолютной погрешностью измерений не более 100 мкрад;
- вращающего момента с абсолютной погрешностью измерений не более 10 мН·м.
В случае необходимости выполнения испытаний с контролем нормальных усилий реометр динамического сдвига (DSR) должен позволять определять и поддерживать нормальные усилия в необходимом диапазоне с погрешностью не более 0,2 Н.
Допускается подтверждение метрологических характеристик устройства нагружения и системы сбора и регистрации данных реометра динамического сдвига (DSR) с применением стандартных образцов вязкости. Расхождение значений динамической или комплексной вязкости, полученных на реометре динамического сдвига (DSR), и аттестованных значений стандартного образца вязкости не должно превышать 3%. Оценку проводят с использованием не менее двух различных стандартных образцов вязкости. Испытания каждого образца проводят не менее чем при двух температурах испытаний.
Оценку метрологических характеристик следует проводить не реже, чем один раз в год.
4.2 Шпатель для обрезки образца.
4.3 Растворители уайт-спирит для очистки элементов испытательной системы по ГОСТ 3134.
Примечание - Допускается использовать другой растворитель, обеспечивающий удаление остатков битумного вяжущего с элементов испытательной системы.
4.4 Шкаф сушильный, способный обеспечивать поддержание необходимой температуры с погрешностью не более 5 °C.
4.5 Формы из силикона для подготовки образцов битумного вяжущего, выполненные в форме цилиндра, высотой (6 +/- 1) мм и внешним диаметром не менее 35 мм. В форме должно быть предусмотрено цилиндрическое углубление диаметром (18,0 +/- 0,5) мм и глубиной (2,0 +/- 0,1) мм - для испытательной системы диаметром 25 мм; (8,0 +/- 0,5) мм и глубиной (2,5 +/- 0,1) мм - для испытательной системы диаметром 8 мм.
Примечание - Допускается использование форм с размерами, отличными от указанных выше.
5 Метод измерений
Сущность метода заключается в оценке сдвиговой устойчивости битумного вяжущего путем осцилляционной сдвиговой деформации образца и определения значений комплексного модуля сдвига и фазового угла.
6 Требования безопасности и охраны окружающей среды
Битумные вяжущие согласно ГОСТ 12.1.007 относятся к 4-му классу опасности и являются малоопасными веществами по степени воздействия на организм человека.
При работе с битумными вяжущими используют специальную защитную одежду по ГОСТ 12.4.131 или ГОСТ 12.4.132. Для защиты рук используют перчатки по ГОСТ 12.4.252.
При выполнении измерений соблюдают правила по электробезопасности по ГОСТ 12.1.019 и инструкции по эксплуатации оборудования.
Битумы согласно ГОСТ 12.1.044 относятся к трудногорючим жидкостям. Работы с применением битумов следует проводить с соблюдением требований пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004.
Испытанный материал утилизируют в соответствии с рекомендациями из паспорта безопасности химической продукции.
7 Требования к условиям измерений
При выполнении измерений соблюдают следующие условия для помещений, в которых испытывают образцы:
- температура (23 +/- 3) °C;
- относительная влажность (55 +/- 20)%.
8 Подготовка к выполнению измерений
8.1 При подготовке к выполнению измерений проводят следующие работы:
- подготовка к испытаниям;
- подготовка образцов.
8.2 Подготовка к испытаниям
Настраивают и подготавливают прибор для проведения испытаний в соответствии с инструкцией и рекомендациями изготовителя.
Следует осмотреть поверхности плит испытательной системы и убедиться в отсутствии остатков битумного вяжущего. При наличии загрязнения необходимо очистить поверхность растворителем, затем протереть мягкой тканью.
Устанавливают нулевой зазор, если это предписано инструкцией по эксплуатации реометра динамического сдвига.
8.3 Подготовка образцов
Образец битумного вяжущего необходимо довести до подвижного состояния (отжиг), сначала нагревая в сушильном шкафу при температуре не выше 163 °C, затем, не допуская локальных перегревов, довести температуру битума при постоянном перемешивании до температуры, при которой динамическая вязкость битумного вяжущего составляет (0,28 +/- 0,03) Па·с. Время нагревания битумного вяжущего при указанных условиях не должно превышать 50 мин.
Для просмотра документа целиком скачайте его >>>
