Fungilab粘度计在沥青粘度测量中的应用(一)

2020-06-21

沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,是高黏度有机液体的一种,呈液态,表面呈黑色,可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种:其中,煤焦沥青是炼焦的副产品。石油沥青是原油蒸馏后的残渣。天然沥青则是储藏在地下,有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。

2017年10月27日,世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考,沥青、 职业暴露于氧化沥青及其在盖屋顶过程中的排放在2A类致癌物清单中,铺路时职业暴露于直馏沥青及其排放物、做沥青砂胶工作时职业暴露于硬沥青及其排放物在2B类致癌物清单中。

由于沥青的使用温度在很大范围内发化,当沥青加热熔融至200℃时,沥青的粘度小至10-1Pas数量级,同水差不多;而冬天处于严寒状态下的沥青近于固体,粘度高达1011Pas,因此沥青的粘度变化范围是非常大的,不可能仅仅用一种方法测定沥青不同温度的粘度。根据不同温度,不同目的将采用不同的方法测定沥青的粘度。本文重点介绍旋转粘度计法测量沥青的粘度。

沥青的粘滞性是指沥青材料在外力作用下抵抗剪切变形的能力。在沥青技术性质中,沥青粘滞性是与沥青路面力学行为联系最密切的一切性质。沥青的粘滞性通常用粘度来表示,粘度是现代沥青登记划分的主要依据。

 

沥青粘度分级体系主要有以下两种:

(1)新鲜沥青60℃粘度分级(AC级);

(2)薄膜烘箱后沥青的60℃粘度分级(AR级)

沥青混合料生产和施工的主要控制指标

(1)拌和时的粘度:(0.17±0.02)Pas

(2)压实时的粘度:(0.28±0.03)Pas

(3)SHRP规范中要求改性沥青的135℃粘度不能大于3Pas

 

依据我国《公路沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20-2011)》第106页(T0625-2011 沥青旋转粘度试验)、《中华人民共和国石油化工行业标准 SH/T0739-2003 沥青粘度测定法》、美国材料与试验协会《ASTM D4402/D4402M-2012用旋转粘度计测定高温下沥青粘度的标准试验方法》、美国公路与运输员工协会《AASHTO T 316-2002 使用旋转粘度计测定沥青粘结剂粘度的标准试验方法》,旋转粘度计测量沥青粘度逐渐成为普遍采用的方法,其优点就是测量操作方便,测量结果直接读数,精准度高。

西班牙Fungilab公司旋转粘度计ADV、Smart、EVO形旋转粘度计搭配本公司的300℃高温加热器Thermosphere完全满足各种情况沥青粘度的测试。首先我公司生产的粘度计精度为满量程的±1%;重复性为0.2%,是世界上精度最高的粘度品牌之一,也完全满足《中华人民共和国国家计量检定规程 JJG1002-2005 旋转粘度计》对进口品牌精度为±1%(FS)的要求。Fungilab公司高温加热器Thermosphere最高设置温度可达300℃,与粘度计搭配施工的图片如下:

 

  Fungilab粘度计沥青测试套装用到的转子通常有TR8、TR9、TR10、TR11,其转子特性和样品用量如下:

例如测量某种沥青粘度时,如果选择TR9转子,其要求样品用量就是10.4ml,此时可以测量出沥青的密度,密度乘以体积,就是质量。这样在取样的时候按照质量取样即可。

影响测量的因素:

恒温时间对粘度的影响。为得到一个稳定的粘度结果,应尽量延长沥青试样达到平衡温度所需的恒温时间,最好能控制在30min左右。

转速和扭矩对粘度的影响。对于牛顿流体,转速对粘度测试结果影响不大。对沥青而言,当温度高于120℃时,转速和扭矩的影响可以忽略,此时沥青的特性接近牛顿流体。

试验温度对粘度的影响。试验过程中,控温温度范围±1℃的波动,会使沥青的动力粘度值发生较大的变化,沥青试样不同,其变化的程度也是不同。

沥青试样添加量对粘度的影响。粘度值随着沥青试样添加量的增加而增大,建议在粘度试验称取沥青试样数量时,在所选转子要求数量附近可允许有微小的偏差,但数量差值不可过大,尽量不要超过±0.2ml。