اختبار اختراق الأسفلت T0604-2011

أولاً: الغرض والنطاق

1.1 تُستخدم هذه الطريقة لتحديد اختراق الأسفلت البترولي المستخدم في الطرق، أو الأسفلت المُعدَّل بالبوليمر، أو الأسفلت المخفف، أو مخلفات الأسفلت المستحلب.

1.2 تُستخدم هذه الطريقة أيضًا لتحديد اختراق الأسفلت في ظروف درجات حرارة متعددة، وحساب مؤشر الاختراق (PI).

1.3 يتراوح نطاق قياس الاختراق في هذه الطريقة بين 0 و500 مم (0.1 مم).

ثانيًا: الأدوات والمواد

2.1 جهاز اختبار اختراق الإبرة: لتحسين دقة الاختبار، يُجرى اختبار اختراق الإبرة باستخدام جهاز اختبار اختراق الإبرة مزود بخاصية التوقيت التلقائي. يجب أن تتحرك الإبرة وقضيبها عموديًا دون احتكاك يُذكر، وأن يكون عمق الاختراق دقيقًا حتى 0.1 مم. تبلغ كتلة مجموعة الإبرة وقضيبها 50 غ ± 0.05 غ، مع إضافة وزن إضافي قدره 50 غ ± 0.05 غ، ليصبح إجمالي الكتلة 100 غ ± 0.05 غ لتلبية متطلبات الحمل للاختبار. يجب أن يحتوي الجهاز على منصة لوضع طبق زجاجي مسطح القاع وجهاز تسوية؛ ويجب أن يكون قضيب الإبرة عموديًا على المنصة. يجب توفير زر فرامل لقضيب الإبرة للسماح له بالسقوط بحرية. يجب أن يكون تركيب قضيب الإبرة وتفكيكه سهلًا للتحقق من كتلته. يشتمل الجهاز أيضًا على ذراع ناتئ قابل للدوران والتعديل بحرية، مزود بمصدر ضوء بارد (مثل مرآة صغيرة أو مصباح كشاف) في نهايته لمراقبة التلامس بين طرف الإبرة وسطح العينة. عند استخدام ظروف اختبار أخرى، يجب الإشارة إلى ذلك في نتائج الاختبار.

ميزات قابلة للتخصيص: +Y (طابعة صغيرة)؛ +E (واجهة شبكة)؛ +U (تصدير البيانات عبر USB)

2.2 الإبرة القياسية: تتكون من جسم الإبرة ومقبض الإبرة.

2.3 طبق زجاجي ذو قاع مسطح: سعة لا تقل عن لتر واحد، وعمق لا يقل عن 80 مم. يجب أن يحتوي على حامل ثلاثي داخلي من الفولاذ المقاوم للصدأ لضمان الثبات. لتسهيل التحكم في درجة حرارة العينة أثناء اختبار الاختراق، يجب توصيل الطبق الزجاجي ذي القاع المسطح بحمام مائي ذي درجة حرارة ثابتة لتشكيل نظام دوران.

2.4 مقياس حرارة أو مستشعر درجة حرارة: نطاق القياس من 0 إلى 50 درجة مئوية، دقة القياس 0.1 درجة مئوية.

2.5 مؤقت: ساعة توقيت أو مؤقت إلكتروني، دقة القياس الدنيا 0.1 ثانية، هامش الخطأ المسموح به ±0.10 ثانية/ساعة.

2.6 مقياس إزاحة أو مستشعر إزاحة: دقة القياس 0.1 مم.

2.7 غطاء طبق العينة: زجاج مسطح، قطره لا يقل عن قطر فتحة طبق العينة.

2.8 المذيب: ثلاثي كلورو الإيثيلين، إلخ.

2.9 مواد أخرى: فرن كهربائي أو حمام رملي، شبكة أسبستوس، حوض معدني أو بوتقة، قطن منزوع الشحوم، إلخ.

اختر أطباق عينات وإبرًا قياسية مناسبة. إذا كان اختراق الإبرة أكبر من 350 (0.1 مم)، فاختر إبرة ذات اختراق منخفض.

ثالثاً: الأساليب والإجراءات

3.1 معايرة جهاز قياس إدخال الإبرة والإبرة القياسية

3.1.1 يجب معايرة جهاز قياس إدخال الإبرة سنويًا للتحقق من جودة كل جزء.

3.1.2 يجب معايرة الإبرة القياسية سنويًا، وفحص مظهرها تحت المجهر. قبل كل استخدام، يجب إجراء فحص بصري للتأكد من خلوها من الصدأ، وأن طرفها حاد وخالٍ من النتوءات، وأنها لا ترتد عند دحرجتها على سطح مستوٍ.

3.2 تحديد شروط الاختبار

3.2.1 شروط الاختبار القياسية هي: درجة حرارة 25 درجة مئوية، وحمل 100 غرام، وزمن اختراق 5 ثوانٍ. في حال استخدام شروط أخرى، يجب ذكر ذلك في التقرير.

3.2.2 يجب قياس مؤشر الاختراق (PI) عند ثلاث درجات حرارة أو أكثر، مثل 15 درجة مئوية، و25 درجة مئوية، و30 درجة مئوية. إذا كانت قيمة الاختراق عند 30 درجة مئوية مرتفعة جدًا، يمكن استخدام 5 درجات مئوية بدلاً منها. بالنسبة لاختبارات التحكيم، يجب استخدام خمس درجات حرارة على الأقل، مع إضافة قياسات الاختراق عند 10 درجات مئوية و20 درجة مئوية.

3.2.3 تقدير مدى اختراق العينة واختيار طبق عينة مناسب وإبرة قياسية. إذا كان الاختراق أكبر من 350 مم (0.1 مم)، فيجب اختيار إبرة ذات اختراق طويل.

3.3 التحضير

3.3.1 تحضير العينة وفقًا للطريقة T0602. أثناء تسخين العينة، سخّن وعاء العينة والملعقة المعدنية في نفس الفرن.

3.3.2 ضبط حمام الماء ذي درجة الحرارة الثابتة على درجة حرارة الاختبار المطلوبة والحفاظ على استقرارها.

3.3.3 صب العينة في طبق العينة المُسخّن مسبقًا، مع التأكد من أن ارتفاع العينة يزيد عن قيمة الاختراق المتوقعة بمقدار 10 مم. غطِّ طبق العينة لمنع دخول الغبار. يجب تبريد طبق العينة في درجة حرارة الغرفة (23 درجة مئوية ± 5 درجات مئوية) لمدة ساعة ونصف على الأقل (طبق عينة صغير)، أو ساعتين (طبق عينة كبير)، أو 3 ساعات (طبق عينة خاص). بعد التبريد، انقل الطبق إلى حمام مائي ثابت الحرارة وصل إلى درجة حرارة الاختبار ± 0.1 درجة مئوية، واستمر في الحفاظ على درجة الحرارة لمدة ساعة ونصف على الأقل (طبق عينة صغير)، أو ساعتين (طبق عينة كبير)، أو ساعتين ونصف (طبق عينة خاص). في الوقت نفسه، ضع الإبرة القياسية في الحمام المائي ثابت الحرارة للمحافظة عليها.

ملاحظة: تسخين طبق العينة مسبقًا يُقلل من فقاعات الهواء. يجب أن تتراوح درجة الحرارة بين 40 و50 درجة مئوية، مع الحرص على عدم تجاوز نقطة التليين. في حال وجود فقاعات هواء على سطح العينة، يُمكن إزالتها بتسليط لهب خفيف عليها.

ملاحظة: يجب تعديل مدة بقاء العينة في طبق العينة وفقًا لدرجة حرارة المحيط ودرجة حرارة الاختبار. عندما تكون درجة حرارة المحيط أعلى من 30 درجة مئوية أو درجة حرارة الاختبار أقل من 25 درجة مئوية، يجب زيادة مدة البقاء في طبق العينة بما يتناسب مع درجة الحرارة.

3.3.4 ضبط مستوى مقياس اختراق الإبرة. افحص قضيب الإبرة وقضيب التوجيه للتأكد من خلوهما من الماء أو أي مواد غريبة أخرى، ومن عدم وجود خدوش واضحة. امسح الإبرة القياسية بمذيب مثل ثلاثي كلورو الإيثيلين، ثم جففها بقطعة قطن نظيفة وجافة وخالية من الشحوم. أدخل الإبرة القياسية في قضيب الإبرة وثبتها بالبراغي.

3.4 إجراء الاختبار

3.4.1 أخرج طبق العينة الذي وصل إلى درجة حرارة ثابتة، وضعه فورًا على حامل طبق زجاجي ذي قاع مسطح مغمور في ماء بدرجة حرارة ±0.1 درجة مئوية (يمكن استخدام ماء من حمام مائي ذي درجة حرارة ثابتة)، مع التأكد من غمر العينة بالكامل.

3.4.2 ضع الطبق الزجاجي ذي القاع المسطح الذي يحتوي على العينة على منصة مقياس الاختراق. اضبط مصدر الضوء البارد بحيث يسقط ظل الإبرة القياسية على سطح العينة. اضبط ارتفاع مقياس الاختراق ببطء حتى تلامس طرف الإبرة الظل المنعكس على سطح العينة. اسحب الرافعة برفق لأسفل حتى تلامس قضيب توصيل الإبرة، مما يعيد ضبط مقياس الإزاحة أو مؤشر القرص إلى الصفر.

3.4.3 أزل مصدر الضوء البارد أو أطفئه. ابدأ الاختبار بالضغط على زر التحرير. ستسقط الإبرة القياسية وتخترق العينة، مما يبدأ المؤقت. سيتوقف الاختراق تلقائيًا بعد الوقت المحدد (5 ثوانٍ).

3.4.4 اسحب الرافعة برفق لأسفل حتى تلامس قضيب توصيل الإبرة، واقرأ قراءة مقياس الإزاحة أو مؤشر القرص، بدقة تصل إلى 0.1 مم.

3.4.5 يجب إخضاع العينة نفسها لثلاثة اختبارات اختراق متوازية على الأقل. يجب ألا تقل المسافة بين كل نقطة اختبار وحافة طبق العينة عن 10 مم. إذا لم يكن طبق الزجاج ذو القاع المسطح موصولًا بحمام الماء ذي درجة الحرارة الثابتة لتدوير العزل، فيجب وضع طبق الزجاج ذي القاع المسطح الذي يحتوي على طبق العينة في حمام الماء ذي درجة الحرارة الثابتة بعد كل اختبار للحفاظ على درجة حرارة الماء في طبق الزجاج عند درجة حرارة الاختبار.

3.4.6 يجب استخدام إبرة قياسية نظيفة بعد كل اختبار اختراق. عندما يكون الاختراق أقل من 200 مم، يمكن إزالة الإبرة القياسية، ومسحها بقطعة قطن منزوعة الشحوم مبللة بمذيبات مثل ثلاثي كلورو الإيثيلين، ثم تجفيفها بقطعة قطن نظيفة وجافة منزوعة الشحوم. عند اختبار عينات الأسفلت باختراق أكبر من 200 مم، يجب استخدام ثلاث إبر قياسية على الأقل. بعد كل اختبار اختراق، تُترك الإبرة في العينة حتى اكتمال ثلاثة اختبارات متوازية قبل إزالة الإبرة القياسية.