ISTRUZIONE OPERATIVA:

Transcript

1 Pagina 1 di 8 INDICE: 1) Scopo 2) Campo di applicazione 3) Norma di riferimento 4) Definizioni e simboli 5) Responsabilità 6) Apparecchiature 7) Modalità esecutive 8) Esposizione dei risultati DOCUMENTI CORRELATI: a) Norma di riferimento C.N.R. - B.U. n 149/92 b) Minuta di prova M/LAB08/01min.9 c) Certificato di prova M/LAB08/01.9 d) Verbale di accettazione M/LAB01/04 Redazione (firma) Verifica RQ (firma) Approvazione DIR (firma) EDIZIONE :0 De Iasi Serena De Iasi Maurizio De Iasi Massimo Revisione Pagine Modificate Data 0 21/07/2008 Prima emissione Oggetto 1

2 Pagina 2 di 8 1. Scopo La prova misura convenzionalmente le proprietà meccaniche (stabilità e scorrimento) di miscele bituminose confezionate a caldo con bitumi solidi o semisolidi ed aggregati lapidei tutti passanti al crivello 30 UNI 2334 o setaccio da 25,4mm, sottoponendo a rottura, in condizioni di prova standardizzata, provini cilindrici del diametro di 101,6mm. Vengono indicati un numero minimo di 8 provini da cui individuare 2 gruppi da 4. Il primo gruppo di provini viene sottoposto direttamente a prova Marshall, secondo quanto espresso nella norma di riferimento CNR BU n 30/73. Il secondo gruppo di provini viene condizionato in vasca termostatica, tramite immersione in acqua demineralizzata per 15 giorni alla temperatura di 25 1 C e successivamente viene sottoposto a prova Marshall. Note le stabilità Marshall medie per i due gruppi di prova (R1 ed R2), la prova restituisce la perdita percentuale di resistenza a rottura R(%). 2. Campo di applicazione Questa metodica è applicabile ai conglomerati e malte bituminose, misti e pietrischetti bituminati, ect. 3. Norma di riferimento CNR B.U. n 149/1992 CNR B.U. n 30/1973 (Valutazione dell effetto di immersione in acqua sulle proprietà di una miscela) (Determinazione della stabilità e dello scorrimento di miscele di bitume e inerti lapidei a mezzo dell apparecchio Marshall) 4. Definizioni e simboli SPE Sperimentatore DL Direttore del Laboratorio MIN Minuta di prova 5. Responsabilità 5.1 Responsabilità dello Sperimentatore Lo sperimentatore è responsabile: o della precisa e puntuale applicazione di quanto previsto dal MQ del Sistema di Qualità Aziendale; o della corretta esecuzione della prova; o della corretta trascrizione ed elaborazione dei dati; o del corretto uso della strumentazione utilizzata. 5.2 Responsabilità del DL Il Direttore del Laboratorio è responsabile: o Della precisa e puntuale applicazione di quanto previsto dal MQ del Sistema di Qualità Aziendale; o Della correttezza delle elaborazioni; o Della certificazione emessa a fronte della prova fatta. 2

3 Pagina 3 di 8 6. Apparecchiature Stampi cilindrici in acciaio del diametro interno di 101,6mm e di 87,5mm di altezza, con basi e collari di prolunga. Gli stampi devono essere in numero non inferiore a 4. Apparecchiatura per estrarre dagli stampi i campioni costipati. Costipatore meccanico con pestello con faccia di battuta piana e circolare e massa battente del peso di 4.536kg, con altezza di caduta libera di 457mm. Piedistallo di base per il costipamento. Sostegno per lo stampo Pressa meccanica Marshall con cella dinamometrica; Testa di rottura Trasduttore per la misura dello scorrimento Stufa di essiccazione con regolazione termostatica della temperatura compresa fra 40 e 150 ±1 C, per riscaldare gli stampi e il materiale di prova alla temperatura richiesta. Vasca termostatica in grado di mantenere la temperatura dell acqua tra i C e di tenere i provini a 5cm al di sopra del fondo. Recipienti Termometro Bilancia di 5kg di portata 7. Modalità Esecutive 7.1. Operazioni preliminari: a. Individuazione del materiale da sottoporre a prova Lo sperimentatore, dalla lavagna sita in laboratorio evince il campione su cui eseguire la prova. Effettua il controllo della bilancia che si intende utilizzare, verificando sia l idoneità dello strumento ( portata e sensibilità ), sia la sua funzionalità, sia la validità del relativo certificato di taratura. Controlla la funzionalità delle apparecchiature di prova I controlli suddetti sono di responsabilità dello Sperimentatore che effettuerà la prova. b. Minuta di Prova Si munisce della Minuta di Prova per la registrazione dei dati della prova 3

4 Pagina 4 di Esecuzione della prova Preparazione dei provini in laboratorio Numero dei provini Lo sperimentatore provvederà alla preparazione di n 8 provini per ogni miscela. Forma due gruppi di n 4 provini ciascuno Provvede ad eseguire le specifiche di prova Marshall per il gruppo 1 Provvede al condizionamento in vasca termostatica tramite immersione in acqua demineralizzata alla temperatura di 25 C per 15gg ed all esecuzione in seguito al condizionamento delle specifiche di prova Marshall per il gruppo Preparazione degli aggregati Lo sperimentatore provvede ad essiccare gli aggregati, aventi un peso secco pari a 5000g, alla temperatura di C fino a peso costante e li separa nelle frazioni previste dalla composizione granulometrica prestabilita mediante stacciatura a secco, eliminando il materiale trattenuto al crivello 30 UNI 2234 o al setaccio da 25,4mm Predispone una quantità in peso di bitume, calcolata in base ad una prefissata percentuale di bitume (riferita al peso secco degli aggregati lapidei). Tale peso deve essere incrementato per tener conto del peso di bitume che, al momento del suo impiego, resta aderente alla superficie interna del contenitore utilizzato. A tal fine è opportuno eseguire una sperimentazione preliminare per determinare l incremento di peso, determinando la differenza tra il peso del contenitore con in bitume immediatamente prima e dopo il versamento del bitume sugli inerti Temperature di mescolamento e di costipamento Le temperature di mescolamento del bitume e degli aggregati e del successivo costipamento dell impasto devono essere tali da garantire che il bitume usato presenti una viscosità assoluta rispettivamente di 1,7 0,2 poise (mescolamento) e di 2,8 0,3 poise (costipamento). Qualora non sia possibile eseguire le determinazioni della viscosità assoluta, lo sperimentatore eseguirà le procedure di mescolamento e costipamento con riferimento alla seguente tabella, estratta dalla CNR 30/73, paragrafo 3.3, : Bitume Temperature di Equiviscosità Mescolamento Costipamento B 180/ C C B 80/ C C B 60/ C C B 40/ C C 4

5 Pagina 5 di Preparazione della miscela Lo sperimentatore pesa entro recipienti separati per ciascun provino il quantitativo di ogni frazione di aggregato noto. Pone i recipienti sulla piastra di riscaldamento o in stufa e porta la stessa ad una temperatura di 25 C al di sopra di quella di mescolamento e procede a mescolare il tutto a fondo Forma un incavo nell aggregato cosi mescolato e vi versa il bitume, preventivamente riscaldato alla stessa temperatura degli aggregati, fino a raggiungere il peso previsto per la miscela, accertandosi che la temperatura della stessa sia entro i limiti di cui alla tabella riportata sopra ed estratta dal paragrafo 3.3 della CNR 30/73 Provvede al mescolamento della miscela cosi ottenuta ed una volta ultimata la omogeneizzazione a caldo preleva, con apposita navetta, una quantità in peso di miscela sufficiente a realizzare un provino che, a seguito del costipamento, abbia un altezza di 63,5 3,2mm ed un peso di circa 1200g. Per il primo provino, in mancanza di dati derivanti da precedenti esperienze, il peso della miscela da prelevare si può assumere pari a g. Per i successivi provini, varierà il suddetto peso in funzione della stima dell altezza ottenuta per i provini già costipati con la medesima miscela al fine di ottenere un altezza del provino costipato quanto più prossima a 63,5mm Costipamento dei provini Lo Sperimentatore provvede a pulire accuratamente gli stampi e la faccia inferiore del pestello di costipamento e li scalda ad una temperatura compresa tra C Dispone un disco di cartafiltro sul fondo dello stampo, prima di introdurre la miscela Versa la miscela nello stampo, mescolandola vigorosamente con una spatola calda per 15 volte intorno al perimetro e 10 volte all interno, e dà una forma convessa alla superficie dell impasto Si assicura che la temperatura della miscela immediatamente prima del costipamento sia entro i limiti di cui alla tabella riportata sopra ed estratta dal paragrafo 3.3 della CNR 30/73 Dispone lo stampo entro il sostegno del piedistallo del costipatore e applica 75 colpi del pestello (a meno che non sia diversamente richiesto), con cadenza di battuta compresa tra 50 e 70 colpi al minuto Rimuove la base e il collare e rimonta lo stampo alla rovescia. Applica lo stesso numero di colpi di costipamento alla faccia opposta del provino Terminato il costipamento e una volta raffreddato il provino in aria, lo sperimentatore toglie il collare e procede all estrazione del provino stesso Esegue tale operazione per i vari provini Dopo l estrazione i provini vengono lasciati a temperatura ambiente per circa 12 ore su di una superficie piana. Dopo aver fatto raffreddare i quattro provini per 12h a temperatura ambiente, li sigla opportunamente e provvede a smussare entrambi i bordi di ciascun provino con una apposita raspa per eliminare le imperfezioni (irregolarità) sempre presenti Misura, con il calibro, il diametro di ognuno di essi in due punti diversi Annota le due misure (D1, D2) in mm sulla MIN 5

6 Pagina 6 di 8 Calcola il diametro medio Dm del provino (media delle due misure effettuate) Misura, con il calibro, l altezza di ognuno di essi in quattro punti diversi (intersezione di due diametri a 90 con il bordo del provino) Annota le quattro misure (h1, h2, h3, h4) in mm sulla MIN Calcola l'altezza media hm di ciascun provino (media delle quattro misure effettuate) ed un generico provino viene scartato se l altezza media eccede i limiti imposti di 63,5 ± 3,2mm. Prosegue la prova solo se nessun provino viene scartato o si deve scartare al massimo due degli otto provini confezionati (ossia se per ciascun gruppo da N 4 provini ne risulta 1 solo non idoneo) Identifica i provini con opportuna sigla e forma i due gruppi di prova, provvedendo al condizionamento dei n 4 provini formanti il gruppo2. Ai fini del condizionamento immerge i provini del gruppo2 in un bagno acqua demineralizzata all interno della vasca termostatica alla temperatura di 25 1 C per 15gg Preparazione dei provini in cantiere Per il controllo in cantiere della produzione si procede al prelievo del conglomerato bituminoso caldo all uscita dell impianto di confezione o subito dopo la stesa dello stesso. Si eliminano a mano o mediante setacciatura gli elementi trattenuti al crivello 30 UNI 2334 o setaccio da 25,4mm Si pesa il quantitativo di conglomerato necessario al confezionamento dei provini necessari e si procede come indicato al punto 3.5 della norma di riferimento (CNR 30/78) o al punto della presente istruzione operativa Fase di Prova Provini del gruppo 1 (n 4 provini non condizionati) Lo sperimentatore identifica i provini del gruppo 1 da sottoporre a prova, tramite opportuna sigla, e porta ciascun provino alla temperatura di prova immergendolo per una durata da 30 a 40 minuti nel bagno di acqua mantenuto alla temperatura di 60 +/-1 C Pulisce accuratamente le guide e la superficie interna delle teste di rottura Lubrifica le aste di guida in modo tale che la semitesta superiore della macchina di prova sia libera di scorrere Allo scadere del tempo di immersione, rimuove il provino dal bagno d acqua disponendolo sulla semitesta inferiore, vi sovrappone la semitesta superiore e mette l insieme nella pressa Applica il carico al provino con velocità costante di deformazione di 51mm al minuto, fino a raggiungere il massimo carico di rottura del provino corrispondente al massimo valore indicato dal dinamometro Prende nota di tale carico, riportando in KN sulla MIN Prende nota inoltre, della misura dello scorrimento al momento in cui il carico indicato accenna a diminuire, riportando tale valore in mm sulla MIN Si assicura che il tempo che intercorre fra la rimozione del campione dal bagno termostatico e la rottura non sia superiore a 30 secondi Ripete le operazioni di prova per i rimanenti provini del gruppo1 6

7 Pagina 7 di Provini del gruppo 2 (n 4 provini sottoposti a condizionamento) Lo sperimentatore, al termine dei 15gg di condizionamento, rimuove i provini dalla vasca termostatica e ripete le operazioni di misura e pesatura per i singoli provini, al fine di determinarne la variazione dei relativi parametri geometrici, riportandone le misure sulla MIN Esegue la procedura di prova marshall per i provini del gruppo 2, in conformità a quanto espresso dalla norma di riferimento CNR BU N 30/73, ossia secondo quanto espresso al punto della presente istruzione operativa Al termine delle operazioni di prova, ripone i residui di prova sul carrello che successivamente sarà depositato nell area di stoccaggio del materiale provato Firma la Minuta di Prova 7.3. Riferimenti di calcolo Per ciascun provino, con riferimento ai vari gruppi, i risultati di prova vengono indicati precisando: - la temperatura di mescolamento dell impasto (qualora la miscela è realizzata in laboratorio); - la temperatura di costipamento; - Il numero di colpi del pestello applicato su ogni faccia; - L altezza del provino (con riferimento alla media e ai valori puntuali); - Il diametro del provino (con riferimento alla media e ai valori puntuali); - La Stabilità Marshall - Lo scorrimento (ossia la deformazione a rottura) La stabilità Marshall del provino, ossia il carico massimo in KN letto dalla macchina, va moltiplicata per il coefficiente di correzione riportato nella tabella 1 della norma di riferimento (CNR 30/73) di seguito riportata: I risultati della prova sono considerati attendibili se lo scostamento dei valori della stabilità e dello scorrimento di ciascun provino dalla media è inferiore o eguale al 20% della media stessa. Nel caso in cui i valori relativi ad uno o più provini si discostino dalla media per più del 20%, si scarta il valore che più se ne allontana e si effettua la media degli altri tre. Se anche in questo caso uno dei valori si discosta dalla nuova media per più del 20%, la prova deve essere ripetuta. 7

8 Pagina 8 di 8 Qualora anche nella seconda prova i risultati si presentassero anormali, non si effettua più la media ma si riportano separatamente i valori delle singole determinazioni. Ai fini del risultato finale di prova, viene determinata la perdita percentuale di resistenza a rottura della miscela, R, calcolata con la seguente formula: R2 R1 R(%) 100 in cui: R2 R2 = Stabilità Marshall gruppo 2, ottenuta come valor medio dei valori di Stabilità Marshall corretti relativi provini del gruppo 2 sottoposti al condizionamento in vasca per 15gg R1 = Stabilità Marshall gruppo 1, ottenuta come valor medio dei valori di Stabilità Marshall corretti relativi provini del gruppo 1 non sottoposti al condizionamento 8. Esposizione dei risultati I dati riportati sulla MIN servono per la successiva certificazione che oltre ai dati individuativi del certificato di prova ed alle notizie fornite dal Committente conterrà: - Normativa di riferimento - Dati relativi all identificazione del campione di prova - L identificazione dei vari provini costituenti il campione di prova - La temperatura di mescolamento dell impasto in C (qualora la miscela è realizzata in Laboratorio); - La temperatura di costipamento in C; - Il numero di colpi del pestello applicato su ogni faccia; - L altezza del provino i-esimo in mm (con riferimento alla media e ai valori puntuali); - Il diametro del provino i-esimo in mm (con riferimento alla media e ai valori puntuali); - Il volume del provino i-esimo in cm3 - Il peso del provino i-esimo in g - Il peso di volume del provino i-esimo in g/cm3 - Il peso di volume della miscela, in g/cm3, ottenuto come media dei valori i-esimi dei vari pesi di volume - La Stabilità Marshall in KN, con riferimento al provino i-esimo - La Stabilità Marshall corretta in KN, con riferimento al provino i-esimo - Il valore medio R1 della Stabilità Marshall corretta in KN, ottenuto come media dei valori dei provini costituenti il gruppo1 - Il valore medio R2 della Stabilità Marshall corretta in KN, ottenuto come media dei valori dei provini costituenti il gruppo2 - La perdita percentuale di resistenza a rottura R in % della miscela 8