> Техника, страница 45 > Дуктилометрия
Дуктилометрия
Дуктилометрия, отдел прикладной измерительной физики, занимающийся измерением тягучести полутвердых тел. Под тягучестью разумеется способность тел быть вытягиваемыми, причем вытяжка в направлении растягивающего усилия сопровождается утонением в перпендикулярном к нему направлении, без излома или трещин. Тягучесть как физическая характеристика, поставленная в связь с другими механическими свойствами полутвердых тел, еще не достаточно изучена. Поэтому в настоящее время м. б. указана не мера тягучести в точном смысле, а лишь нек-рая шкала чисел тягучести, представляющих предельную длину (в см) вытяжки нормированного брикета из испытуемого вещества, подвергнутого растяжению при определенной ί° и с определенной скоростью. Отступление от указанных условий испытания на тягучесть дает иное число тягучести. Тягучесть асфальтов и других аналогичных битуменов показывает степень пригодности их для цементирования асфальтовых дорог; поэтому, в связи с развитием этого рода сооружений, в Америке и в последнее время в Англии Д. особенно изучалась, и дуктилометрич. испытание этих материалов при постройке дорог стало обязательным. Для оценки составов, идущих на заливку кабельных муфт, а также исходных битуминозных материалов для этих составов, дуктилометрич. исследование в последнее время тоже признано необходимым, в виду тех растяжений, которым подвергается изоляция муфты при смещениях грунта.
Измерение тягучести ведется помощью специальных приборов, называемых дукти-лометрами. Наиболее распространены
Фигура 1.
дуктилометр Дау (Dow), и его видоизмене-ние—Дау-Смита (фигура 1). Последний состоит из металлич. ванны а, устройство которой позволяет поддерживать нормальную ί° наливаемой в нее воды с точностью до 0,1° (аме-рик. технич. условия требуют 25°, а английские 15°). Технически сравнимые результаты м. б. получены лишь испытанием при £°, соответствующей нормальной мягкости материала, устанавливаемой пенетрометром (смотрите Малакометрия). В ванне а помещается
Фиг. разъемная латунная форма б последняя изображена в большем масштабе на фигуре 2, А, а главные размеры испытуемого брикета в миллиметров даны на фигуре 2,Б. Применяются также и другие формы, и тогда числа тягучести приводятся к единообразию умножением на соответственные переводные коэфф-ты. В собранном виде форму ставят на слегка протертую жиром гладкую пластину (например матовое стекло), причем боковые стенки тоже протираются жиром (лучше пользоваться амальгамированной пластиной и амальгамировать боковые стенки формы). Затем в форму наливают испытуемый материал, нагретый до вполне жидкого состояния, и процеженныйчерез сито в 50 меш. По прошествии не менее 30 минут с формы срезывают горячим шпателем избыток материала и помещают ее в ванну а, причем кольца формы надевают на крючки виг. Первый укреплен на раме д (фигура 1), а второй—на подвижной поперечине е, могущей двигаться по направляющим и получающей равномерное поступательное движение по кремальере ж вручную, путем вращения маховичка к, приводящего в движение шестерни з через червячную передачу. Обычно технич. условия требуют сохранения постоянной поступательной скорости 5 сантиметров в минуту; отступления от указанной скорости не должны превышать ±5%. Равномерность вращения вручную контролируется звоном колокольчика при кажд. повороте колеса. Вращение продолжается до разрыва вытянутого асфальтового брикета. Длина вытяжки прочитывается на шкале м. Каждое испытание должен быть повторено не менее двух раз. Дук-тилометр Дау позволяет испытывать одновременно три образца, а Дау-Смита—только один.
Дуктилометрич. исследование показывает, что тягучесть битуминозных веществ повышается с t°
(фигура 3 *), но быстрота этого повышения значительно убывает после прогрева их. Уменьшение тягучести Fd в сантиметров при прогреве образца в течение τ часов при ί в °С выражается формулой:
р — вес образца в г, а к — постоянная вещества, значения которой указаны в таблице 1.
Таблица 1.
-Значения коэф ф-т а Ь для некоторых С и т у м е н о в.
| Б и т у м е н | Значения
h |
ί°
прогрева |
| Тринидадский асфальт С. | » » D. | 0,039
0,096 0,120 |
177
204 194 |
Тягучесть битуминозных веществ резко понижается от присутствия твердых пара
финов, тогда как от присутствия растворителей, например масел, тягучесть иногда значительно повышается. Таблица 2 дает числа
Таблица 2,—Т ягу честь битуминозных материалов (по И. Лагерквисту и Г. Шнанне).
| Род битуминозного | t° размягч. | Тягучесть при (° | |||||
| по Сарнову-Кремеру | |||||||
| материала | 20° | 25° | 30° | 35° | 40° | ||
| г | 29 | 1 000 | |||||
| 44 | 565 | 1 000 | — | — | — | ||
| Каменноугольный пек. | 57 | 0 | 0 | 0 | 1 000 | — | |
| 61 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | ||
| 72 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| 57 | 0 | 0 | 5 | 1 000 | — | ||
| Древесный пек. | 63 | 0 | 0 | 0 | 5 | 100 | |
| 79 | 0 | 0 | 0 | 0 | — | ||
| 44 | 325 | 1 000 | — | — | — | ||
| 47 | 183 | 370 | 1 000 | — | — | ||
| 48 | 148 | 246 | — | — | — | ||
| Нефтяной пек. | 50 | 76 | 120 | — | — | — | |
| 64 | 33 | 52 | 55 | 5S | 68 | ||
| 66 | 32 | 34 | 36 | — | — | ||
| 100 | 19 | 25 | 27 | 28 | 30 | ||
| Мексиканский битумен | 44
63 |
1 000 40 | 52 | 67 | 85 | ||
| 45 | 1 000 | — | — | — | — | ||
| Бермудский асфальт. | 46 | 55 | 1 000 | — | — | — | |
| 48 | 334 | 460 | 1 000 | — | — | ||
| Кабельная масса А. | 45 | 1 000 | — | — | — | — | |
| » » Б. | 51 | 109 | 305 | 1 000 | — | — | |
| » » Е. | 52 | 70 | 115 | 170 | 480 | 1000 | |
где s—площадь прогреваемого образца в см2
* Номера кривых на этой диаграмме, а также по-мера и литеры на диаграмме фигура 4 и в табл, 1 и 3 обозначают марки тринидадского асфальта, перечисленные в исследовании Р. Ed. Spielnian, Bituminous Substances, London, 1925.
тягучести некоторых битуминозных материалов с различными температурами размягчения по Сарнову-Кремеру при различных температурах испытания.
Тягучесть полутвердых тел есть свойство, не однозначащее с мягкостью (оцениваемой пенетрометром) и не связанное с нею. Испытание различных естественных асфаль-тов и нефтяных пеков привело к выводам, помещенным в таблице 2.
Весьма большая тягучесть м. б. свойственна также телам умеренной мягкости. Это можно пояснить, например, данными табл. 3.
Таблица 3.—П ример взаимного несоответствия тягучести и мягкости.
| Подготовка испытуемого | Тягучесть | Пенетра- |
| вещества | В СМ | ция |
| Непрогретый материал. | 63,0 | 45 |
| Остаток того же материала | ||
| после 5-часового прогре- | ||
| вания при 200°. | 3,0 | 50 |
| Тот же остаток, смешанный | ||
| с дистиллатом. | 3,5 | 100 |
Из веществ разного происхождения и разных свойств, нетягучих и обладающих одинаковой степенью мягкости, иногда удается получить, при одном и том же разбавлении третьим веществом в одной и той же пропорции, смеси одинаковой мягкости и приблизительно одинаковой тягучести; таковы, наприм., нефтяной пек и естественный асфальт при разбавлении тройным количеством масла. По другой нефтяной пек, имевший первоначально такую же мягкость, как и асфальт, от небольших добавок масла делался
Юг
пуаз
мягче и тягучее, чем асфальт от больших добавок масла. Т. о., тягучесть и мягкость у разных веществ изменяются в одних случаях одинаково, а в других—разно. Технич. качества асфальтов и пеков, как строительных материалов, наглядно выступают при смешении этих веществ с возможно более подвижными маслами; для этого испытания оказалось пригодным тяжелое германское парафиновое масло (удельный вес 0,920 при 15°) из буроугольного дегтя.
Из различных свойств асфальтов наибольшую связь с тягучестью показывают вязкость и затем (°пл. (фигура 4, точки относятся к асфальтам разного рода и происхождения).
Лит.: Добрянский А. Ф., Анализ нефтяных продуктов, М.—Л., 1925; М а р к у с с о и И., Асфальт, М.—Л., 1926; Sp i el m an P., Bituminous Substances, L., 1925; Abraham H., Asphalts a. Allied Substances, N. Y., 1920; Tentative Standards, Standard ND 113—26T, «American Society for Testing Materials (ASTM), Proceedings», Philadelphia, 1928, p. 471—510; Cross R., Handbook of Petroleum, Asphalt, a. Natural Gas, Kansas, 1919, p. 341— 342, 1924, p. 480, 612; Lunge G. u. Berl E., Chemisch-technische Untersuchungsmethoden, B. 3, p. 295, 420—421, 7 Aufl., B., 1923; Kohler H. u. G r a e f e E., Die Chemie und Technologie d. natiirl. u. kiinstl. Asphalte, p. 399, 2 Auflage, Braunschweig, 1913; К 1 a p p e 1 E., «Asphalt- u. Teerindustrie-Ztg», Berlin, 1927, 9, p. 217; Gary M., «Mitteilungen aus d. Materialpriifungsamt zu Berlin-Dahlem», Berlin, 1915, B. 33, p. 210; Lagerqulst J. u. Spanne H., tlber d. Anwendbarkeit verschiedener Asphalt-arten als vergiessbare elektrische Isoliermasse, «ETZ», 1928, H. 38, p. 1395—1400. П. Флоренский.