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技術(shù)文章

探討不同加熱介質(zhì)對(duì)瀝青軟化點(diǎn)的影響

閱讀:2450          發(fā)布時(shí)間:2021-9-3

 瀝青軟化點(diǎn)是試樣在測(cè)定條件下,因受熱而下墜達(dá)25mm時(shí)的溫度。軟化點(diǎn)既是反映瀝青材料溫度穩(wěn)定性的-項(xiàng)指標(biāo),又是瀝青黏度的-種量度,我國(guó)乃至許多國(guó)家均把瀝青軟化點(diǎn)作為-項(xiàng)重要的性能指標(biāo)。

  2014年施行的瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)GB/T4507-2014以及交通部標(biāo)準(zhǔn)JTGE20-2011中T0606-2011均規(guī)定,對(duì)于軟化點(diǎn)在30~80℃范圍內(nèi)的瀝青采用蒸餾水做加熱介質(zhì),軟化點(diǎn)在80~157℃范圍內(nèi)的瀝青采用甘油做加熱介質(zhì)。冬天使用甘油做加熱介質(zhì)時(shí),由于環(huán)境溫度較低,甘油黏度增加,使其不易傾倒且攪拌阻力增加,并且當(dāng)所測(cè)試樣軟化點(diǎn)在80℃附近時(shí),需要進(jìn)行測(cè)試結(jié)果的校正或者使用水做加熱介質(zhì)重新進(jìn)行試驗(yàn),不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力,影響科研或生產(chǎn)進(jìn)度。美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTMD36-95中曾使用乙二醇做加熱介質(zhì),乙二醇作為測(cè)定瀝青軟化點(diǎn)的加熱介質(zhì),其測(cè)試范圍為30~110℃,涵蓋了常用瀝青的軟化點(diǎn)范圍,而且目前國(guó)內(nèi)也有一些企業(yè)在非出廠產(chǎn)品的軟化點(diǎn)試驗(yàn)中采用乙二醇代替甘油作為加熱介質(zhì)。

  但是,加熱介質(zhì)替代對(duì)軟化點(diǎn)測(cè)試結(jié)果的影響以及影響程度,是一個(gè)值得探討的問題。本文分別采用水與乙二醇、甘油與乙二醇兩種體系進(jìn)行對(duì)比,得出加熱介質(zhì)對(duì)瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定值的影響及其變化規(guī)律。

  試驗(yàn)部分

  試驗(yàn)原料

  試驗(yàn)選用4種不同型號(hào)的瀝青,分別為70#道路瀝青、密封膠瀝青、SBS改性瀝青和高黏度改性瀝青。

  試驗(yàn)儀器

  試驗(yàn)采用上海密通機(jī)電科技有限公司的SYD-2806G全自動(dòng)瀝青軟化點(diǎn)試驗(yàn)器。

  試驗(yàn)方法

  本試驗(yàn)為了探究加熱介質(zhì)對(duì)軟化點(diǎn)測(cè)試結(jié)果的影響,僅改變軟化點(diǎn)測(cè)試過程中的加熱介質(zhì),其他條件均嚴(yán)格按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0606-2011的要求執(zhí)行。

  實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

  水與乙二醇作為加熱介質(zhì)的軟化點(diǎn)對(duì)比

  試驗(yàn)選取軟化點(diǎn)小于80℃的70#道路瀝青以及SBS改性瀝青,分別采用水和乙二醇做加熱介質(zhì)進(jìn)打軟化點(diǎn)測(cè)試,研究不同加熱介質(zhì)對(duì)軟化點(diǎn)測(cè)定值的影響。

  對(duì)于這兩種瀝青,分別采用水與乙二醇做加熱介質(zhì)所得到的軟化點(diǎn)測(cè)試結(jié)果差值均在1℃左右。差值均為正值,這說明對(duì)于同-種瀝青,用乙二醇做加熱介質(zhì)比用水做加熱介質(zhì)測(cè)得的軟化點(diǎn)偏高,高出的部分雖然未超出GB/4507-2014及T0606-2011的重復(fù)性要求,但是應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到這個(gè)差值不是隨機(jī)誤差,應(yīng)歸為系統(tǒng)誤差。

  乙二醇與甘油作為加熱介質(zhì)的軟化點(diǎn)對(duì)比

  試驗(yàn)選取軟化點(diǎn)在80~157℃之間的密封膠瀝青和高黏度改性瀝青,分別采用乙二醇和甘油做加熱介質(zhì)進(jìn)行軟化點(diǎn)測(cè)試,研究不同加熱介質(zhì)對(duì)軟化點(diǎn)測(cè)定值的影響。

  對(duì)于密封膠瀝青,分別采用乙二醇與甘油做加熱介質(zhì)所得到的瀝青軟化點(diǎn)測(cè)試結(jié)果差值在3.3℃左右;而對(duì)于高黏度改性瀝青,兩種加熱介質(zhì)所得軟化點(diǎn)測(cè)試結(jié)果差值在4.5℃左右,均超出了GB/T4507-2014及T0606-2011的重復(fù)性要求。而且通過對(duì)不同種瀝青分別采用乙二醇或甘油做加熱介質(zhì)所得軟化點(diǎn)值的差值進(jìn)行作圖分析,可以看出,不同種瀝青采用兩種加熱介質(zhì)測(cè)得的軟化點(diǎn)差值相差較大,由此可得出采用乙二醇或甘油做加熱介質(zhì)測(cè)得的軟化點(diǎn)的差值是隨著瀝青種類的不同而不同的,即加熱介質(zhì)的改變對(duì)不同種瀝青軟化點(diǎn)的影響程度不同。

  試驗(yàn)結(jié)果分析

  鑒于加熱介質(zhì)的替代所產(chǎn)生的測(cè)試值的差異,分析其中原因,認(rèn)為主要有以下兩點(diǎn):

  a)由于水與乙二醇、乙二醇與甘油的導(dǎo)熱系數(shù)不同,導(dǎo)致在測(cè)試過程中的升溫速率不同,即使升溫速率達(dá)到了“3min后,升溫速度應(yīng)達(dá)到5℃/min±0.5℃/min"的要求,但是不同介質(zhì)的升溫速率仍不盡相同,即不同的升溫速率影響了最終的軟化點(diǎn)的測(cè)定值。

  b)不同加熱介質(zhì)的密度不同,在測(cè)試過程中對(duì)試樣下降所產(chǎn)生的阻力不同,介質(zhì)密度大,則測(cè)出的結(jié)果就偏高;反之,所測(cè)結(jié)果偏低。加熱介質(zhì)的改變對(duì)不同種瀝青軟化點(diǎn)的影響程度不同,分析原因如下:

  a)基質(zhì)瀝青不同。由于生產(chǎn)瀝青的原油及生產(chǎn)工藝不-致,使基質(zhì)瀝青的油分、樹脂、瀝青質(zhì)等物質(zhì)含量不-致,改性后的瀝青在改性劑與瀝青相溶性方面會(huì)出現(xiàn)差異,所有這些差異可能會(huì)導(dǎo)致不同瀝青對(duì)溫度的敏感性不同。

  b)不同種瀝青所使用的改性劑的種類與數(shù)里有較大差別,而改性浙冃的軟化點(diǎn)與改性劑的性質(zhì)、改性劑在瀝青中的結(jié)構(gòu)、改性劑與瀝青的相互作用有關(guān)。

  c)本試驗(yàn)中軟化點(diǎn)在80℃以下的瀝青,沒有體現(xiàn)出加熱介質(zhì)的改變對(duì)不同種瀝青軟化點(diǎn)的影響不同的情況,分析其中原因可能是這些瀝青的軟化點(diǎn)較低,在出現(xiàn)該情況之前就已經(jīng)達(dá)到了軟化點(diǎn)。

  結(jié)論

  a)對(duì)于軟化點(diǎn)在80℃以下的瀝青,分別采用水與乙二醇做加熱介質(zhì)測(cè)得的軟化點(diǎn)差值較小,在1℃左右;對(duì)于同-瀝青試樣,采用乙二醇測(cè)得的軟化點(diǎn)值比用水測(cè)得的軟化點(diǎn)值高。

    b)對(duì)于軟化點(diǎn)在80℃以上的瀝青,分別采用乙二醇與甘油做加熱介質(zhì)測(cè)得的軟化點(diǎn)差值較大,在3~5℃之間,均超出了GB/T4507-2014及JTGE20-2011中T0606-2011的重復(fù)性要求。建議使用乙二醇替代甘油做加熱介質(zhì)時(shí)對(duì)測(cè)得的結(jié)果做校正,且同時(shí)報(bào)告所采用加熱介質(zhì)的種類。


  c)對(duì)于軟化點(diǎn)在80T以上的瀝青,加熱介質(zhì)的替代對(duì)瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定值的影響隨著瀝青種類的不同而不同。


  d)加熱介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)及密度的差異,是造成不同加熱介質(zhì)下測(cè)得的軟化點(diǎn)值不同的主要原因。



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