⛽ Penetracja asfaltu igłą
Krótko: o co chodzi
Konsystencja asfaltu jako głębokość wnikania znormalizowanej igły w 25 °C pod obciążeniem 100 g w 5 s, w 0,1 mm. Badanie wykonuje się według normy PN-EN 1426:2015-08; Warunki normalne: 25 °C, 100 g, 5 s — penetracja do (330 × 0,1) mm. Procedura obejmuje 7 kroków (łącznie około 1 h–1 h 30 min); stosuje się je m.in. do: Klasyfikacja asfaltów drogowych do rodzajów penetracyjnych (np. 35/50, 50/70), Kontrola dostaw lepiszczy asfaltowych w laboratoriach drogowych (razem z PN-EN 1427), Badanie lepiszcza odzyskanego z mieszanki mineralno-asfaltowej (małe naczynko).
W skrócie
- Norma: PN-EN 1426:2015-08
- Kategoria: Petrochemia
- Kroków procedury: 7
- Łączny czas etapów: 1 h–1 h 30 min
- Warunki normalne: 25 °C, 100 g, 5 s — penetracja do (330 × 0,1) mm
- Wysokie penetracje: (330–500) × 0,1 mm: 15 °C, 100 g, 5 s, dłuższa igła
- Obciążenie ruchome: (100,00 ± 0,10) g: trzpień (47,50 ± 0,05) g + obciążnik (50,00 ± 0,05) g + igła z tuleją (2,50 ± 0,05) g
Przegląd
Norma PN-EN 1426 określa metodę oznaczania konsystencji asfaltów i lepiszczy asfaltowych. Procedura normalna dotyczy penetracji do (330 × 0,1) mm; dla penetracji powyżej tej wartości, do (500 × 0,1) mm, stosuje się inne parametry (obniżona temperatura badania 15 °C przy niezmienionym obciążeniu i czasie). Penetracja to konsystencja wyrażona jako odległość w dziesiątych częściach milimetra, na jaką znormalizowana igła wnika pionowo w próbkę w ustalonych warunkach temperatury, obciążenia i czasu obciążenia. Niniejszy opis oparto na wydaniu PN-EN 1426:2015-08, wycofanym i zastąpionym przez PN-EN 1426:2025-02 — przed wdrożeniem sprawdzić zmiany w nowym wydaniu.
Penetracja jest miarą konsystencji (twardości) asfaltu — im niższy wynik, tym twardszy asfalt; jeśli igła zagłębiła się na 10 mm, penetracja wynosi 100 (0,1 mm). Jest to podstawowy parametr klasyfikacji asfaltów drogowych (np. 35/50, 50/70) i badanie wymagane w laboratoriach drogowych GDDKiA obok temperatury mięknienia wg PN-EN 1427. W wydaniu 2015 usunięto normatywne odwołanie do termometrów rtęciowych (dopuszczone, gdy pozwalają przepisy krajowe) i uściślono tabelę 1 z wymiarami naczynek.
Norma przewiduje także małe naczynko ze stali nierdzewnej (średnica wewnętrzna ≥ 35 mm, ścianka 1,5–2,0 mm, w mosiężnym pierścieniu) dla małych ilości lepiszcza, np. odzyskanego z ekstrakcji rdzenia mieszanki lub w badaniach starzenia; precyzja może wtedy odbiegać od podanej w rozdz. 9. Inne warunki (np. 200 g, 60 s, 5 °C) mogą służyć jako wskaźnik zachowania w niskiej temperaturze.
Zasada metody
Mierzy się wnikanie znormalizowanej igły w kondycjonowaną próbkę. Dla penetracji do ok. (330 × 0,1) mm: temperatura 25 °C, obciążenie 100 g, czas 5 s; dla penetracji spodziewanej powyżej (330 × 0,1) mm: temperatura obniżona do 15 °C przy tym samym obciążeniu i czasie. Ruchome obciążenie tworzą igła, trzpień (47,50 ± 0,05) g i obciążnik (50,00 ± 0,05) g — łącznie (100,00 ± 0,10) g. Igła ze stali nierdzewnej X105CrMo17 o twardości HRC 54–60, średnicy trzonu 1,00–1,02 mm, stożku 8°40′–9°40′ i ściętym wierzchołku 0,14–0,16 mm, osadzona w tulei o średnicy (3,10 ± 0,15) mm i długości (38 ± 1) mm; masa igły z tuleją (2,50 ± 0,05) g. Wynik to średnia arytmetyczna prawidłowych pomiarów w 0,1 mm, zaokrąglona do liczby całkowitej.
Zastosowania
- Klasyfikacja asfaltów drogowych do rodzajów penetracyjnych (np. 35/50, 50/70)
- Kontrola dostaw lepiszczy asfaltowych w laboratoriach drogowych (razem z PN-EN 1427)
- Badanie lepiszcza odzyskanego z mieszanki mineralno-asfaltowej (małe naczynko)
- Śledzenie starzenia technologicznego i eksploatacyjnego asfaltu
- Asfalty modyfikowane polimerami (przygotowanie wg zaleceń dostawcy, 180–200 °C)
Kluczowe parametry
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Warunki normalne | 25 °C, 100 g, 5 s — penetracja do (330 × 0,1) mm |
| Wysokie penetracje | (330–500) × 0,1 mm: 15 °C, 100 g, 5 s, dłuższa igła |
| Obciążenie ruchome | (100,00 ± 0,10) g: trzpień (47,50 ± 0,05) g + obciążnik (50,00 ± 0,05) g + igła z tuleją (2,50 ± 0,05) g |
| Łaźnia wodna | ≥ 10 l, stabilność ± 0,15 °C, półka ≥ 50 mm od dna i ≥ 100 mm pod lustrem wody |
| Termometr | Zakres ≥ 0–30 °C, odczyt i dokładność 0,1 °C; sprzęt kalibrowany co najmniej raz w roku |
| Naczynko | Średnica wewn. 55–70 mm, głębokość 35–60 mm, próbka ≥ 10 mm głębsza niż spodziewana penetracja |
Norma
- Numer normy
- PN-EN 1426:2015-08
- Tytuł (PL)
- Asfalty i lepiszcza asfaltowe — Oznaczanie penetracji igłą
- Title (EN)
- Bitumen and bituminous binders — Determination of needle penetration
Procedura krok po kroku
-
Pobranie i przygotowanie próbki
Pobrać próbkę laboratoryjną wg EN 58, jednorodną i niezanieczyszczoną (EN 1425). Odpowiednią ilość przenieść do naczynia (w razie potrzeby ogrzanym nożem) i stopić wg EN 12594.
-
Napełnienie naczynka
Ogrzać materiał do temperatury nie wyższej niż 100 °C powyżej spodziewanej temperatury mięknienia (asfalty modyfikowane: wg dostawcy, 180–200 °C, nigdy > 200 °C) i napełnić czyste naczynko tak, aby po ostudzeniu głębokość próbki była o 10 mm większa od spodziewanej penetracji.
-
Studzenie i kondycjonowanie
Ostudzić na powietrzu, a następnie kondycjonować w łaźni wodnej w temperaturze badania (orientacyjne czasy z tabeli 1: 60–90 min zależnie od penetracji).
-
Ustawienie aparatu
Sprawdzić, czy trzpień i prowadnica są suche i czyste, a trzpień porusza się swobodnie. Oczyścić igłę toluenem lub odpowiednim rozpuszczalnikiem, wytrzeć i zamocować; całkowite obciążenie 100 g. Ustawić naczynko (w naczyniu przenośnym z wodą lub w łaźni) na stoliku.
-
Pomiar
Opuścić igłę tak, aby jej koniec zetknął się z powierzchnią próbki (pokrył się ze swoim odbiciem), odnotować pozycję zerową i zwolnić uchwyt na 5 s. Jeżeli naczynko się poruszy, przerwać i wyregulować aparat.
-
Powtórzenia
Wykonać co najmniej trzy ważne pomiary trzema osobnymi, czystymi igłami w punktach nie bliżej niż 10 mm od brzegu naczynka i nie bliżej niż 10 mm od siebie. Przy penetracji powyżej 100 × 0,1 mm pozostawić igły w próbce do zakończenia wszystkich pomiarów.
-
Wynik
Za penetrację przyjąć średnią arytmetyczną prawidłowych pomiarów w 0,1 mm, zaokrągloną do liczby całkowitej. Odstępstwa od warunków normowych (np. małe naczynko) podać w sprawozdaniu.
Wymagany sprzęt i aparatura
| Sprzęt | Przykład | Orientacyjna cena |
|---|---|---|
| Penetrometr | Uchwyt igły przesuwny pionowo bez mierzalnego tarcia, odczyt do 0,1 mm, poziomy stolik; opcjonalnie automatyczna kontrola czasu penetracji | — |
| Igły penetracyjne | Stal nierdzewna X105CrMo17 (1.4125), HRC 54–60, długość ok. 50 mm (dłuższe dla 330–500 × 0,1 mm), indywidualnie znakowane na tulei | — |
| Naczynka do próbek | Metalowe lub szklane, cylindryczne, płaskodenne (tabela 1: np. 35 mm × Ø 55 mm dla penetracji < 160) | — |
| Łaźnia wodna | Pojemność ≥ 10 l, ± 0,15 °C, z perforowaną półką; zalecana woda destylowana lub dejonizowana | — |
| Naczynie przenośne | Pojemność ≥ 350 ml (≥ 1,5 l dla temperatur poniżej 25 °C), stabilne, całkowicie zakrywające naczynko wodą | — |
| Czasomierz i czujnik temperatury | Czasomierz z dokładnością 0,1 s; czujnik platynowy Pt lub inny z odczytem 0,1 °C (termometr rtęciowy tylko gdy dopuszczają przepisy) | — |
Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne
| Odczynnik | CAS | Szczegóły |
|---|---|---|
| Woda destylowana lub dejonizowana | — | Do łaźni; unikać zanieczyszczenia substancjami powierzchniowo czynnymi wpływającymi na wynik |
| Toluen lub inny rozpuszczalnik | 108-88-3 | Do czyszczenia igły penetracyjnej przed każdym pomiarem (instrukcja PG) |
Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)
- Gorący asfalt (do 200 °C) — rękawice termiczne, osłona twarzy, praca pod wyciągiem; nie dopuszczać wody do gorącego asfaltu
- Toluen jest łatwopalny i szkodliwy — czyścić igły pod wyciągiem, z dala od źródeł ciepła
- Igły penetracyjne są ostre — przechowywać w pudełku ochronnym, odrzucać skorodowane lub z zadziorami
Najczęstsze pytania
Jaka norma opisuje to badanie?
Badanie wykonuje się według normy PN-EN 1426:2015-08 — „Asfalty i lepiszcza asfaltowe — Oznaczanie penetracji igłą”. Tytuł angielski: „Bitumen and bituminous binders — Determination of needle penetration”.
Na czym polega ta metoda?
Mierzy się wnikanie znormalizowanej igły w kondycjonowaną próbkę. Dla penetracji do ok.
Jaki jest zakres pomiarowy i dokładność?
Warunki normalne: 25 °C, 100 g, 5 s — penetracja do (330 × 0,1) mm; Wysokie penetracje: (330–500) × 0,1 mm: 15 °C, 100 g, 5 s, dłuższa igła; Obciążenie ruchome: (100,00 ± 0,10) g: trzpień (47,50 ± 0,05) g + obciążnik (50,00 ± 0,05) g + igła z tuleją (2,50 ± 0,05) g; Łaźnia wodna: ≥ 10 l, stabilność ± 0,15 °C, półka ≥ 50 mm od dna i ≥ 100 mm pod lustrem wody.
Ile trwa wykonanie badania?
Suma czasów podanych przy poszczególnych etapach to około 1 h–1 h 30 min. Procedura obejmuje 7 kroków.
Jaki sprzęt jest potrzebny?
Penetrometr, Igły penetracyjne, Naczynka do próbek, Łaźnia wodna, Naczynie przenośne, Czasomierz i czujnik temperatury.
Gdzie stosuje się to badanie?
Klasyfikacja asfaltów drogowych do rodzajów penetracyjnych (np. 35/50, 50/70); Kontrola dostaw lepiszczy asfaltowych w laboratoriach drogowych (razem z PN-EN 1427); Badanie lepiszcza odzyskanego z mieszanki mineralno-asfaltowej (małe naczynko); Śledzenie starzenia technologicznego i eksploatacyjnego asfaltu; Asfalty modyfikowane polimerami (przygotowanie wg zaleceń dostawcy, 180–200 °C).
Jakie środki ostrożności obowiązują?
Gorący asfalt (do 200 °C) — rękawice termiczne, osłona twarzy, praca pod wyciągiem; nie dopuszczać wody do gorącego asfaltu; Toluen jest łatwopalny i szkodliwy — czyścić igły pod wyciągiem, z dala od źródeł ciepła; Igły penetracyjne są ostre — przechowywać w pudełku ochronnym, odrzucać skorodowane lub z zadziorami.
Które laboratorium wykona to badanie?
Badanie wykonują laboratoria akredytowane według ISO/IEC 17025. Na LabCoda wyszukasz je po numerze normy PN-EN 1426.