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石油瀝青針入度試驗檢測的重要性及其影響因素分析

石油瀝青針入度試驗檢測的重要性及其影響因素分析
時間:2023.08.23
作者:中鋼國檢上海分公司
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摘要: 石油瀝青是以石油為原材料通過多項工藝提煉加工而成的,在通常情況下呈現(xiàn)褐色或黑褐色的粘稠液體、半固體或固體,其具備較強的防水性與粘結(jié)性,因此在道路建設(shè)中被作為常用材料。瀝青混凝土路面的使用年限以及質(zhì)量都與瀝青的品質(zhì)有著極大的關(guān)系。在對瀝青材料選擇的時候,需要充分考慮當?shù)氐臍夂蛞约肮こ桃髽藴省⒐こ滩课坏鹊葋泶_定瀝青的型號與品牌。優(yōu)質(zhì)的瀝青材料一方面能夠降低路面的疲勞,避免低溫出現(xiàn)開裂問題,而且還能夠提升路面的負載能力。 ? 針入度是瀝青的主要質(zhì)量指標之一,是表示瀝青軟硬程度和稠度、抵抗剪切破壞的能力,反映在一定條件下瀝青的相對黏度的指標。而為了保證瀝青材料更好的服務(wù)于各類工程施工,在各類工程前期施工時普遍重視瀝青針入度指標的檢查。為了保證瀝青針入度試驗?zāi)軌蚋訙蚀_的反映道路石油瀝青溫度敏感性,影響道路石油瀝青針入度試驗結(jié)果的因素必須得到重視。只有嚴格控制試驗條件,才能準確保證結(jié)果的準確性。 ? 一、瀝青針入度試驗方法 ? ? 按照JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》進行試驗,采用標準溫度(25℃)下,按規(guī)程...
石油瀝青針入度試驗檢測的重要性及其影響因素分析

(圖:石油瀝青針入度試驗檢測的重要性及其影響因素分析)

石油瀝青是以石油為原材料通過多項工藝提煉加工而成的,在通常情況下呈現(xiàn)褐色或黑褐色的粘稠液體、半固體或固體,其具備較強的防水性與粘結(jié)性,因此在道路建設(shè)中被作為常用材料。瀝青混凝土路面的使用年限以及質(zhì)量都與瀝青的品質(zhì)有著極大的關(guān)系。在對瀝青材料選擇的時候,需要充分考慮當?shù)氐臍夂蛞约肮こ桃髽藴省⒐こ滩课坏鹊葋泶_定瀝青的型號與品牌。優(yōu)質(zhì)的瀝青材料一方面能夠降低路面的疲勞,避免低溫出現(xiàn)開裂問題,而且還能夠提升路面的負載能力。

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針入度是瀝青的主要質(zhì)量指標之一,是表示瀝青軟硬程度和稠度、抵抗剪切破壞的能力,反映在一定條件下瀝青的相對黏度的指標。而為了保證瀝青材料更好的服務(wù)于各類工程施工,在各類工程前期施工時普遍重視瀝青針入度指標的檢查。為了保證瀝青針入度試驗?zāi)軌蚋訙蚀_的反映道路石油瀝青溫度敏感性,影響道路石油瀝青針入度試驗結(jié)果的因素必須得到重視。只有嚴格控制試驗條件,才能準確保證結(jié)果的準確性。

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一、瀝青針入度試驗方法

按照JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》進行試驗,采用標準溫度(25℃)下,按規(guī)程要求準備試樣,在規(guī)定養(yǎng)護條件養(yǎng)護后,以標準針在一定荷載、溫度、時間內(nèi)垂直穿入瀝青試樣的深度表示,試驗讀數(shù),準確至0.1mm,同一試樣平行試驗至少3 次。標準針,針連桿與附加砝碼的總質(zhì)量為100.00 g土0.05 g,溫度為(25.0±0.1)℃,時間為5s(除非另行規(guī)定)。

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準備工作:

將按規(guī)定的方法加熱的瀝青試樣一次灌入盛樣皿中,試樣深度應(yīng)超過預(yù)計針入度值10mm,并蓋上盛樣皿,以防落入灰塵。盛有試樣的盛樣皿在15~30℃室溫中冷卻 不少于1.5小時(小盛樣皿),2小時(大盛樣皿)或3小時(特殊盛樣皿),后移入保持規(guī)定試驗溫度±0.1℃的恒溫水槽中不少于1.5小時(小盛樣皿),2小時(大盛樣皿)或3小時(特殊盛樣皿)。

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調(diào)整針入度儀使之水平,檢查針連桿和導(dǎo)軌,以確定無水和其它外來物,無明顯摩擦。用三氯乙烯或其他溶劑清洗標準針,并擦干。將標準針插入針連桿,用螺釘固緊。按試驗條件加上附加法碼。

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具體試驗步驟:

取出達到恒溫的盛樣皿,并移入水溫控制在試驗溫度±0.1℃(可用恒溫水槽中的水)的平底玻璃皿中的三腳支架上,試樣表面以上的水層深度不小于10mm。

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將盛有試樣的平底玻璃皿置于針入度儀的平臺上。慢慢放下針連桿,用適當位置的反光鏡或燈光反射觀察,使針尖恰好與試樣表面接觸,將位移計或刻度盤指針復(fù)位為零。

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開始試驗,按下釋放鍵,這時計時與標準針落下貫入試樣同時開始,至5s時自動停止。

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讀取位移計或刻度盤指針的讀數(shù),準確至0.1mm。

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同一試樣平行試驗至少3次,各測試點之間及與盛樣皿邊緣的距離不應(yīng)小于10mm。每次試驗后應(yīng)將盛有盛樣皿的平底玻璃皿放入恒溫水槽,使平底玻璃皿中水溫保持試驗溫度。每次試驗應(yīng)換一根干凈標準針或?qū)藴梳樔∠抡河腥纫蚁┤軇┑拿藁ɑ虿伎珒簦儆酶擅藁ɑ虿疾粮伞?/p>

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測定針入度大于200的瀝青試樣時,至少用3支標準針,每次試驗后將針留在試樣中,直至3次平行試驗完成后,才能將標準針取出。

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根據(jù)標準中的公式計算針入度指數(shù),同一試樣3次平行試驗結(jié)果的最大值和最小值之差在下列允許誤差范圍內(nèi)時,計算3次試驗結(jié)果的平均值,取整數(shù)作為針入度試驗結(jié)果,以0.1mm計。

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二、影響針入度試驗結(jié)果的因素

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瀝青2

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1、采樣的影響

樣品的代表性。應(yīng)嚴格執(zhí)行瀝青取樣法,規(guī)程明確規(guī)定了不同情況下瀝青的取樣方法和取樣數(shù)量以及盛樣器是否干凈、干燥,一定要注意取樣的方法,需加熱的瀝青試樣必須存放在密封帶蓋的金屬容器中,并將盛樣器加蓋、密封好并擦拭干凈后,在盛樣器上(不得在蓋上)標出識別標記,如試樣來源、品種、取樣日期、地點及取樣人。

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2、樣品處理的影響

加熱時間及次數(shù):在試驗前,必須將瀝青加熱溶解、脫水、過篩后才能成型,而瀝青在加熱過程中由于輕組成分揮發(fā),使瀝青的性質(zhì)發(fā)生變化,加熱次數(shù)越多,溫度越高,影響越大。規(guī)范要求瀝青加熱和脫水要使用烘箱。在烘箱中的加熱時間應(yīng)控制在1h以內(nèi),如果時間過長會導(dǎo)致瀝青老化,使針入度偏低。瀝青冷卻后,反復(fù)加熱次數(shù)不能超過兩次,否則同樣會使瀝青老化,影響測定結(jié)果。

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3、養(yǎng)護

嚴格控制試驗室的試驗條件是測試結(jié)果正確的保證和前提。隨著養(yǎng)護溫度的升高,瀝青針入度值增大。而養(yǎng)護時間上,是在其它條件相同的情況下,當環(huán)境溫度較低時,對養(yǎng)護實際時間未達到規(guī)范要求,會使樣品內(nèi)部實際溫度可能偏低,從而使針入度值偏小,影響檢測結(jié)果。因此在養(yǎng)護過程中嚴格按標準溫度和時間進行。

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4、試驗操作

每次試驗前將盛樣皿和平底玻璃皿放入恒溫水槽,使平底玻璃皿中水溫保持試驗溫度。在其它條件不變時,試驗溫度隨環(huán)境溫度而變,即如果環(huán)境溫度低,試驗外界環(huán)境的溫度的變化,遠遠超規(guī)范要求的試驗溫度±0.1℃的要求,如果操作不熟練,速度慢,在一次試驗后,盛樣皿和平底玻璃皿中的水溫變化有可能會在±0.5℃范圍內(nèi)變化,甚至于更大,因此應(yīng)保持試驗時的水溫。

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標準針與試樣表面的接觸是本試驗的一個難點,而且人的因素最大,目前基本采取的方法是觀察標準針在水中的倒影,應(yīng)使針尖恰好與試樣表面接觸,如果針尖未接觸試樣,使針入度值偏大,而如果針尖已刺入樣品,必然會使針入度值偏小。

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各測試點之間及與盛樣皿邊緣距離不應(yīng)少于10mm,試針刺入樣品后,會留下孔洞,說明樣品發(fā)生擾動,試洞周圍的瀝青被擠密,如果緊靠著針孔做平行試驗,必然會影響結(jié)果,而盛樣的皿邊緣受盛樣皿(銅制品)周圍限制,如緊靠邊緣入針,會使針刺入時樣品不能達到360 度的變形,從而影響試驗結(jié)果,因此一定要注意測點之間及測點與邊緣之間的距離。

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瀝青3

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三、結(jié)語

(1)在道路石油瀝青分析中,我們要嚴格控制采樣的標準性。

(2)在樣品處理的過程中,要防止有氣泡產(chǎn)生,有氣泡產(chǎn)生時,及時處理。

(3)應(yīng)嚴格按照JTG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》中所規(guī)定的試驗溫度,冷卻時間進行試驗。

(4)嚴格控制測定時的水浴溫度,其微小的變化可能會對針入度有較大的影響,建議采用自動控溫水浴。

(5)零點的對針因為個人的原因而有所不同,可能對測定結(jié)果造成一定的影響。

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總的來說,針入度是瀝青常規(guī)試驗的一重大指標,它反映了瀝青的粘稠度,對于研究瀝青的流變學(xué)性質(zhì)有重要的參考價值。但是在瀝青針入度的試驗過程中,有很多影響因素都會影響其試驗結(jié)果,再加上瀝青針入度試驗對精確度要求很高,因此在瀝青針入度的常規(guī)試驗中需要嚴格把握各種條件,必須在規(guī)范的操作下毫無差錯地精確操作,才能得出最準確的試驗結(jié)果。

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