Håndbok 014 Laboratorieundersøkelser

Transkript

1 side 1 av 6 Håndbok 14.5 Asfalt Analyse av bituminøse masser Bindemiddelinnhold og korngradering, Strassentest Versjon mars 2005 erstatter versjon nov ekstraksjonsmaskin Omfang Metoden brukes for å bestemme løselig bindemiddelinnhold og korngradering i en prøve av asfaltmasse eller asfaltdekke, og hvor bindemidlet skal gjenvinnes for videre analysering. Metodebeskrivelsen er spesielt tilpasset Strassentest ekstraksjonsmakin, se referansene for bruk av andre utstyr. Dersom det skal ekstraheres asfalt med polymermodifisert bindemiddel må man være klar over at ikke alle polymerer er like løselige i de vanligst benyttede løsemidlene. Vedlegg D til NS-EN vil beskrive dette (foreligger som et forslag til tilleggs-dokument). ADVARSEL: Denne metoden innebærer bruk av diklormetan (metylenklorid) eller annet løsemiddel som er helseskadelig. Installasjon av utstyret og utførelsen av analysen må være slik at ingen utsettes for eksponeringer ut over det som er forsvarlig, se HMSdatablad. Prinsipp Bindemiddelet isoleres fra steinmaterialet ved ekstraksjon med egnet løsemiddel. Steinmaterialet tørkes og siktes for korngradering. Figur Strassentest ekstraksjonsmaskin Referanser NS-EN (2001): Bituminøse masser, Prøvingsmetoder for varmblandet asfalt Del 1: Ekstrahert bindemiddelinnhold. Kommentar: NS-EN beskriver i første rekke andre ekstraksjonsmetoder, men åpner for at automatiske ekstraksjonsmaskiner som Strassentest også kan benyttes. Norske erfaringer viser at Strassentest gir sammenlignbare resultater med de beskrevne metodene. Se forøvrig bruksanvisning for ekstraksjonsmaskinen. NS-EN Bituminøse masser, Prøvingsmetoder for varmblandet asfalt Del 2: Bestemmelse av kornstørrelsesfordeling. NS-EN Bituminøse masser, Prøvingsmetoder for varmblandet asfalt Del 28: Tillaging av prøver for bestemmelse av bindemiddelinnhold, vanninnhold og kornstørrelsesfordeling. Kommentar: NS-EN inneholder beskrivelse av mottak og neddeling av asfaltprøver også ut over det som er nevnt i denne metodebeskrivelsen. Utstyr - Ekstraksjonsmaskin "Strassentest" i egnet avtrekkskap - Siktesats, sikter fra 63 µm til 4 mm, bunn og siktesatsforlenger - Sentrifugesylindere - Papir til sentrifugesylinder - Varmeskap tilkoplet avtrekk - Vekt - ca. 6 kg, med nøyaktighet 0,1 g - Egnet løsemiddel, f.eks. diklormetan - Spruteflaske til løsemiddel - Radiatorpensel - Glasstav - Filterpapir - Stor porselensskål - Spatel - Varmeisolerende hansker - Glassflaske med kork til ekstrahert bindemiddel), se kap : Gjenvinning av bitumen med rotasjonsfordamper

2 side 2 av 6 Statens vegvesen SJEKKLISTE: Drift og vedlikehold av ekstraksjonsapparat Kap.nr.: Dato: Rev.dato: Rev.nr.: Sjekk utført av: Uke nr.: Alle punkter på sjekklisten skal gjennomgås før første analyse igangsettes. Dersom sjekkpunktet er ok, skrives ok i rubrikken. Dersom endring utføres, beskrives denne og operatør signerer. SJEKKPUNKT NÅR UTFØRT ENDRING SIGN. DATO Sentrifugesylinder er på plass i maskinen Sikter er rengjort Gummiringer rundt sikter tetter optimalt under ekstraksjonen Asfaltmassen til analysen er kald Kjølevannet sikulerer. Alle overganger er tette. Tilstrekkelig med løsemiddel i maskinen Alle varmeelementer er på. Bryter på 3. Gul lampe lyser. Maskinen er rengjort med papir utvendig Uke Overgang mellom kjølekappe og løsemiddelbeholder er tett. Uke Overgang fra sentrifuge inn i løsemiddelbeholder er tett. Uke Innstill analysetid Behov Innstill pumpeintervall Behov Tøm destillasjonsrest om nødvendig. Spyl tanken med åpen kran. Steng kranen etter spyling. Behov KOMMENTARER: Figur Drift og vedlikehold av ekstraksjonsmaskinen

3 side 3 av 6 Beskrivelse Maskinen er sammensatt av 4 hoveddeler (se figur ): A. beholdere for løsemidler med gjenvinningsanlegg B. siktesats med spyleanordning og vibrering C. sentrifuge D. styringspanel Disse 4 enhetene er koblet sammen slik at bitumenet kan vaskes ut av asfaltprøven ved hjelp av løsemiddelet etter ønsket program. Vedlikehold Se sjekkliste: Drift og vedlikehold av ekstraksjonsapparat, figur Andre typer ekstraksjonsapparater kan ha andre kontrollpunkter og kontrollhyppigheter. Fremgangsmåte Preparering av asfaltprøven før innveiing Alle asfaltprøver må varmes for oppdeling, nedkvartering eller prepareres for hensiktsmessig ekstraksjon i "Strassentest". Kaldt og halvvarmt produsert masse og borkjerner må tørkes før analysering. n må da oppvarmes til (110 ± 5) C og holdes varm til stabil vekt oppnås. Kommentar 1: Vekten regnes som stabil dersom forskjellen ikke er større enn 0,05 % mellom to veiinger med 30 minutters avstand. Kommentar 2: Ved ekstraksjon av Top og Sta må prøven varmes til anbefalt leggetemperatur og homogeniseres. Det støpes ut "småkaker" for å få stor overflate på prøven under ekstraksjonen. Se figur og figur for anbefalte prøvestørrelser. Det er behov for større prøver for å få representative resultater med grove steinmaterialer, spesielt med hensyn på kornkurve. Kommentar: Figur baserer seg på norske erfaringer som viser at det kan være problematisk å ekstrahere store prøver med mye finstoff og/eller mye bindemiddel. Den viser i tillegg en del innstillinger som gjelder for Strassentest ekstraksjonsmaskin Materialtype Bituminøs blanding Asfaltert finpukk Største steinstørrelse mm mengde for hver analyse Minimum (krav) g Maksimum (orienterende) g 63 eller , ,4 eller eller 14 eller 12, ,2 eller 10 eller 8 6,3 eller 5,6 eller 4 eller Alle størrelser Kommentar: Maksimumsverdier er bare oppgitt til orientering Figur Vekt av materiale til bestemmelse Massetype Top Sta As Ab, Ska Agb, Da As, Ag Ag Alg Og Egd Ma Ap Masse (kg) Programtid (min) 0, : 2 T1, T2 Merknader Utstøping av "småkaker" avkjøles 1, : 2 tørkes 1, : 3 tørkes Figur Anbefalt innveiing av massetyper og programvalg på Strassentestmaskinen

4 side 4 av 6 Figur Skjermbilde i LABSYS for ekstraksjonsanalyse( Byttes ut med nytt skjermbilde fra LABSYS-web) Masseregistreringer Alle masseregistreringer legges inn i LABSYSprogrammet dersom det er tilgjengelig, se figur Nr. på siktesats og sentrifugekopp noteres. - Vei ren siktesats (masse m ss ) og sentrifugekopp med papir (masse m se ). Sentrifugekopp monteres i sentrifuge. Nå overføres anbefalt innveid masse av den varme prøven eller "småkaker" til siktesatsen. La prøven avkjøles til romtemperatur. Noter masse av siktesats + prøve (masse m ss+pr ). Siktesatsen monteres i posisjon i Strassentestmaskinen. Innstilling av Strassentest Innstilling av ekstraksjonstid, forholdet opphold/spyletid og vibrasjonstyrke gjøres på styringspanelet etter programvalg (se figur ). Vibrasjonstyrke kjøres på trinn 5 i 10 minutter, deretter trinn 10. Løsemiddelet gjenvinnes automatisk, innstillingen skal stå på trinn 3. Etter kontroll av Strassentestmaskinen og når alt er funnet i orden ifølge sjekkliste (se figur ), kan ekstraksjonen startes.

5 side 5 av 6 Start av ekstraksjonsmaskinen - Trykk start. Sentrifugen starter og første spyleperiode skjer. Kontroller at løsemidlet passerer siktesatsen og renner ned i sentrifugedelen. Påse at det er et lite opphold i løsemiddelstrålen ned til sentrifugen mellom hver spyleperiode. - Etter endt program stopper spylingen - sentrifugen akselererer. Kontroller at utvaskingen av bindemiddelet er fullstendig: - Hold en glasstav over sentrifugenedløpet. Overfør en dråpe av løsemidlet til et filterpapir. La løsemidlet fordampe. - Ved brun farge i dryppunktet må ekstraksjonen forlenges, hvis rent dryppunkt, avslutt ekstraksjonen. - Ved forlengelse av ekstraksjonen, trykk på stoppknappen på panelet - la sentrifugen retardere noe - trykk start, og ekstraksjonen fortsetter. Kontroller med gjentatte dråpetester når ekstraksjonen er ferdig. Drei ekstraksjonsuret til 0, og ekstraksjonen avsluttes. - Sentrifugen akselererer, demonter toppdeksel over siktesats, løsne siktesatsen og still denne i skråstilling. Spyl under siktesatsen dersom bitumen synes. Løsemiddelet drypper ned i sentrifugen. - Sentrifugen stopper. - Overfør siktesats med bunn og sentrifugesylinder til tørkeskap, med temperatur (110 ± 5) C og tørk til konstant vekt. Kommentar: Konstant vekt er i følge NS-EN når to etterfølgende veiinger med minimum 30 minutters mellomrom ikke varierer med mer enn 0,1 %. Norske erfaringer tilsier at det holder å tørke siktesats og sentrifugesylinder i 10 minutter. - Siktesats og sentrifugesylinder avkjøles til romtemperatur. Bindemiddelinnhold og korngradering - Vei siktesats med steinmaterialer (masse m ss+st ) og sentrifugekopp med filler (m se+fi ) og beregn hvor mye steinmateriale som er i hver av dem. Totalt masse av steinmaterialet er summen av materialet i siktesatsen og sentrifugekoppen. Materialet i sentrifugekoppen regnes som en del av materialet som passerer 63 µmsiktet og skal legges til massen av det. - Beregn bindemiddelinnholdet i %. - Steinmaterialet på 4 mm siktet overføres til bakke, siktesatsen utvides i henhold til prøvens største steinstørrelse. - Steinmaterialet overføres til forlenget siktesats og ettersiktes 15 minutter i Rotap siktemaskin eller tilsvarende utstyr. Kommentar: I følge NS-EN er våtsikting standardmetoden, men når ekstraksjonen innebærer et trinn med sikting tillates også tørrsikting. Det forutsettes da at forskjellen på våt- og tørrsikting ikke overstiger 0,2 % for det som passerer 63 µm. - Etter siktingen veies steinmaterialet på hvert sikt separat inn og resultatene føres inn på egnet skjema. - Kalkuler hvor mye som passerer de angitte sikt kumulativt i %. Resultater Beregninger Beregningene nedenfor gjøres vanligvis i LABSYS og resultatene rapporteres på blankett nr. 406: "Analyse av bituminøse vegdekker og bærelag" (se figur ). Beregn total masse steinmateriale, m st, etter følgende formel (alle vekter i gram med en desimal): m st = + ( mss+ st mss ) + ( mse fi mse ) hvor m st = total masse steinmateriale i opprinnelig prøve m ss+st = masse av siktesats med steinmateriale etter ekstraksjonen m ss = masse av tom siktesats m se+fi = masse av sentrifugekopp med papir og filler m se = masse av sentrifugekopp med papir Bindemiddelinnholdet beregnes etter følgende formel: 100 (( m B = m ss+ pr mss ) mst ) ss+ pr m hvor B = løselig bindemiddelinnhold i % m ss+pr = vekten av siktesatsen med tørket prøve ss Rapportering Testrapporten skal inneholde: - Type og identifikasjon av prøve - Referanse til denne metoden - Løselig bindemiddelinnhold og korngradering rapporteres i % av total prøvemengde med én desimal. Benytt blankett 406 til rapporteringen og tegn inn kornkurven. - Eventuelle avvik fra angitt prosedyre.

6 side 6 av 6 Figur Rapporteringsblankett nr. 406 Må endre 75 µm til 63 µm, samt div. forkortelser!