摘要

根據(jù)ASTM D70-09中的測試方法，瀝青密度的測量通常需要使用玻璃比重瓶，其分析條件非常繁瑣。本文依據(jù)這種方法，采用溫控型氣體置換法真密度儀AccuPyc II TEC和3.3 cc一次性鋁樣品杯對四種瀝青材料進行密度測試，并將測試結(jié)果與第三方實驗室在同一批樣品上采用ASTM中玻璃比重瓶法的結(jié)果進行比較。結(jié)果表明，兩種測試方法的密度結(jié)果僅相差0.003%至0.026%。

背景介紹

瀝青密度通常用于計算鋪路所需的瀝青量。瀝青混合物的均一性和質(zhì)量決定了所鋪設(shè)道路的路面平整度和厚度均勻性。

目前，瀝青密度是根據(jù)ASTM D70-09中的方法使用玻璃比重瓶來測定。所用的比重瓶需要達到非常高的潔凈度，且沒有任何缺陷或瑕疵。測試還需要用到分析天平和水浴，首先使用比重瓶測得水的密度。然后加熱瀝青樣品，直到其足夠粘稠可以流動倒出。將瀝青倒入比重瓶中約四分之三的體積并稱重，之后加滿水再次稱重。由此根據(jù)ASTM的方法可算出25 ℃時瀝青的密度。需要注意的是，如果在測試過程中比重瓶有發(fā)生損壞，如破裂，則需要更換新的比重瓶并重新進行整個測試過程。

本文采用一種更為清潔、簡單的方法，使用溫控型氣體置換法密度儀AccuPyc II TEC和一次性鋁樣品杯，對四種瀝青樣品（樣品A、樣品B、樣品C、樣品D）進行了密度測試。作為對比例，第三方機構(gòu)采用ASTM中的比重瓶法來進行相同瀝青樣品的密度測試。

密度測試

材料

• 氣體置換法真密度儀AccuPyc II TEC，3.3 cc一次性鋁樣品杯，高純氮氣

• 分析天平

• 烘箱

• 一次性塑料吸管

實驗過程

對于每個樣品，都準(zhǔn)備了12個做好標(biāo)記的3.3 cc一次性鋁杯。前11個樣品杯從1到11依次標(biāo)記，第12個樣品杯標(biāo)記為“Cal Cup”。“Cal Cup”是用作校準(zhǔn)的樣品杯，需要用其質(zhì)量和體積來校準(zhǔn)在相同分析條件下另外11個樣品杯的體積。

當(dāng)12個樣品杯都標(biāo)記完成后，在調(diào)理步驟中，將它們放置于不低于163 ℃的預(yù)熱好的烘箱中，時間至少30分鐘。然后將所有樣品杯從烘箱中取出，讓其冷卻至室溫并稱重。稱重完成后再將1到11號樣品杯放回烘箱中備用，等待準(zhǔn)備好的瀝青樣品的取樣。“cal cup”則用于AccuPyc的校準(zhǔn)操作。

將裝有瀝青樣品的容器放入不低于163 ℃的烘箱中約一小時，或者直到瀝青變得足夠軟，可以用一次性塑料吸管吸取。瀝青樣品準(zhǔn)備好后，用一次性塑料吸管將其等分試樣加入到1至11號鋁杯中。每個樣品杯約裝入二分之一到四分之三體積的瀝青樣品，操作時需要注意不要讓瀝青沾到鋁杯側(cè)面。然后，將裝好瀝青等分試樣的樣品杯重新放回烘箱中約一小時，以除去其中可能形成的氣穴。之后將這些樣品杯從烘箱中取出，冷卻至室溫并稱重。

AccuPyc測試的設(shè)置條件如下：

• 氣體：氮氣

• 吹掃次數(shù)：2

• 吹掃填充壓力：19.500 psig

• 分析次數(shù)：99

• 分析填充壓力：19.500 psig

• 平衡速率：0.0050 psig/min

• Peltier溫度設(shè)置：25.0 °C

接著，將“Cal Cup”放置到AccuPyc中，以體積為1.7671 cc的2.5 cm的精密鋼球作為校準(zhǔn)物，采用標(biāo)準(zhǔn)程序?qū)x器進行體積校準(zhǔn)。校準(zhǔn)完成后，使用與測試瀝青樣品相同的參數(shù)創(chuàng)建一個“check standard”文件，然后將校準(zhǔn)鋼球作為樣品進行分析，來驗證校準(zhǔn)體積。接下來對每份瀝青樣品進行密度分析，并在文件名中標(biāo)記好對應(yīng)的樣品編號和樣品杯序號。

所有數(shù)據(jù)收集完成后，通過空樣品杯和“Cal Cup”之間的質(zhì)量差除以2.7 g/cc（鋁的密度）來校準(zhǔn)每個樣品杯的體積。然后再由樣品質(zhì)量除以校準(zhǔn)后的樣品杯體積即可算出瀝青密度。

結(jié)論

準(zhǔn)確測量瀝青的密度對于道路鋪設(shè)的質(zhì)量至關(guān)重要。對于上述4種瀝青樣品，采用AccuPyc II TEC密度儀測試的11個樣品的平均密度結(jié)果與第三方實驗室在同一批瀝青樣品上根據(jù)ASTM D70-09中所述的玻璃比重瓶法測得的密度值一致。由此看出，使用溫控型氣體置換法密度儀AccuPyc II TEC和3.3cc一次性鋁杯可以獲得瀝青密度結(jié)果。 

關(guān)于麥克儀器公司

麥克儀器公司是專業(yè)提供表征顆粒，粉體和多孔材料的物理性能，化學(xué)活性和流動性的高性能設(shè)備生產(chǎn)商。我們的技術(shù)包括：比重密度法、吸附、動態(tài)化學(xué)吸附、顆粒大小和形狀、壓汞孔隙度測定、粉末流變學(xué)和催化劑活性測試。公司在美國、英國和西班牙設(shè)有研發(fā)和生產(chǎn)基地，并在美洲、歐洲和亞洲設(shè)有直銷和服務(wù)業(yè)務(wù)。麥克儀器是創(chuàng)新性的公司，產(chǎn)品是著名的政府和學(xué)術(shù)機構(gòu)的10,000多個實驗室儀器。我們擁有世界的科學(xué)家和積極響應(yīng)的支持團隊，通過將Micromeritics技術(shù)應(yīng)用于客戶的需求，幫助客戶獲得成功。