沥青材料检测方法的研究

2017-03-01新疆水利水电勘测设计研究院勘测总队

河南水利与南水北调 2017年9期

□樊强（新疆水利水电勘测设计研究院勘测总队）

沥青材料检测方法的研究

□樊强（新疆水利水电勘测设计研究院勘测总队）

水利工程中的沥青材料指的是沥青以及沥青混合料。沥青材料是水利工程中需要用到的原材料之一，而且用量比较大。沥青材料在水利工程中发挥着重大的作用，所以必须严格保障沥青材料的质量。好的沥青材料可以让水利工程质量更好，寿命更长，但是不合格的沥青材料应用在水利工程中会影响水利工程质量，严重的时候可能会给人民的生命财产安全带来严重的危害。为了充分保障水利工程的质量，必须严格的检测沥青材料的质量，确保水利工程中应用的材料都是合格的。文章根据工作中的经验，详细介绍沥青材料的检测项目和检测的方法。

沥青；沥青混合料；检测

1 沥青的检测项目和方法

1.1 沥青材料针入度的检测

1.1.1 沥青材料针入度检测的目的

沥青是一种半固体的材料，有一些个人和机构正在试着用实验的手段去证明沥青是一种粘稠度很大的液体。现在国际上习惯用针入度来检测这种半固体或者粘稠度很大的液体。沥青针入度检测的目的是为了检测沥青的粘稠程度。

之所以对沥青材料进行针入度的检测是因为现在市场能够买到的沥青材料的软硬是不同的，硬度大的沥青材料粘稠度比较高，硬度软的沥青粘稠度比较低。进行沥青材料针入度检测的目的也是为了检测沥青材料的硬度。

1.1.2 沥青材料针入度检测所需要的设备

针入度仪。针入度仪是沥青针入度检测的核心设备，对于针入度仪有以下几点要求：针入度仪的针（包括连杆在内）部分在垂直运动的过程中不能和其他的部分发生明显的摩擦，避免实验数据的不准确。另外，针入度仪针贯入深度的精度必须满足1mm的标准，如果精度不满足要求则不能使用该设备进行实验。

标准针。标准针也是实验中必不可少的设备。本次实验中用到的标准针为一定规格的不锈钢制成品。标准针的硬度要求比较高，一般要求为洛氏硬度介于50到60之间。另外就是对于标准针表面粗糙程度的要求。因为最后的衡量标准是标准针的贯入深度，所以过大的摩擦阻力会阻碍针入度检测最终的数值。对于表面粗糙程度的具体要求是表面粗糙度在Ra0.20μm-Ra0.23μm之间。最后标准针在使用的过程中一定要保护好针尖部分，如果发生损坏，就要及时的更换。

盛样皿。盛样皿的要求并不是很高，一般常用的盛样皿为圆柱状的金属制品。盛样皿主要有两种类型，分别是大盛样皿和小盛样皿。选择合适的规格就可以，如果实验的过程中有特殊的要求就需要选择合适的盛样皿。

恒温水浴设备。恒温水浴设备主要是为了保障实验的过程中沥青材料的问题。对于恒温水浴的要求是容积≥10L，温度调节的精度必须能够实现0.10摄氏度的调节。

平底玻璃皿。平底玻璃皿没有什么太高的要求，它主要作用是保持盛样皿的问题，别的方面没有具体的要求。

其他设备。其他设备是为了保证实验成功进行的一些辅助设备，主要包括计量用具，三氯乙烯溶剂、电炉、石棉网以及坩埚等设备。

1.1.3 沥青针入度检测的具体步骤

1.1.3.1 针入度检测的准备工作

把待检的样品放入到盛样皿中，注意样品的高度比预计值高出1cm，避免针入度检测的过程中出现碰底的现象，影响针入度的检测精确程度。将待检的样品放入到盛样皿以后就要给盛样皿加上盖子，避免样品和盛样皿被污染。样品放入到盛样皿之后要进行一段时间的冷却，这个冷却的时间根据放入样品的多少决定，也和盛样皿的形状大小有一定的关系，这个时间的长度大约是1-2.50h。经过冷却以后，盛样皿就可以放到恒温水浴中进行加热，加热的时间同样根据样品的体积确定。最后，调整针入度仪，使其保持水平。检查设备没有其他的问题。用三氯乙烯清洗标准针，擦干。将准备好的标准针插入连杆，固紧。按照实验的需要，加上一定重量的砝码。

1.1.3.2 实验的正式步骤

从恒温水浴中拿出样品，放到平底玻璃皿上，保持恒定的温度，温度的变化范围不能超过0.10摄氏度。加水的深度需要浸没样品1cm，防止因为水分的蒸发对实验造成影响。按照实验的要求，把样品放到针入度仪上。在检测的过程中，检测的次数应该大于三次。这里的注意事项是，标准针的落点尽量放在平底玻璃皿的中央，避免接触边缘。对于针入度超过200的沥青材料，检测用的标准针需要准备三根。在测试的时候，每次检测不需要拔出前边的标准针。

1.1.4 针入度检测结果的处理

针入度的检测是三组平行实验，在记录的结果中去误差比较大的数据，最后对剩下的数据取平均值就是该待检沥青材料的针入度。

1.2 沥青材料延度的检测

1.2.1 沥青材料检测的目的

沥青材料是一种半固体材料，作为半固体材料，在受到外力作用的时候就会发生一定的形变。这样的塑性形变对于沥青材料的使用过程很重要，所以通过检测沥青材料延度的办法来衡量沥青材料受到外力作用时发生形变的性能。

1.2.2 沥青材料延度检测所需要的设备

延度仪。延度仪是检测沥青材料延度实验中必不可少的实验设备。跟针入度检测不同，对于延度仪的要求并不高，能保持实验温度合格，在拉伸的过程中不出现明显的震动，这样的延度仪就是合格的。

试模。试模是一个组合器件，它由两个端模和两个侧模部分组成。试模一般使用黄铜制成，粗糙程度满足一定的要求。

试模底板。试模底板是表面光滑的黄铜板，也有少量使用不锈钢制成。同样，粗糙度也需要满足一定的要求。

其他实验设备。保障实验能够顺利进行的其他设备，比如：恒温水浴，温度计，平刮刀等设备。

1.2.3 需要的准备工作

首先把隔离剂搅拌均匀，均匀的涂抹在试模的内表面，组装好试模。在试模中加入沥青材料样品，冷却30-40min。随后调零延度仪，准备工作就算完成了。

1.2.4 实验检测的步骤

样品经过保温处理以后放入到延度仪，准备进行延度测试。水面必须超过样品25mm。打开延度仪进行延度的测试。测试的过程中需要严密的观察延度仪的状况，如果出现晃动的过程应该及时的做出调整，否则会影响延度检测的最终结果。有一些延度仪是有循环水部分的，在实验的过程中要关闭循环水系统。在实验的过程中有时会有沥青浮在水面或者沉入水底的现象。这个时候需要在水中加入一些东西来调整水的密度。添加的东西一般选择酒精或者食盐。

1.2.5 沥青材料检测结果的处理

和沥青针入度检测的结果处理类似，一般需要进行三次的平行实验，挑选在误差允许范围内的数据，取平均值作为待检样品的延度。

第二阶段：当阴极侧含水量上升至饱和状态时，继续产生的水就会在阴极侧结冰堆积。同时，化学反应放出的热提高电池温度。如果电池温度在阴极侧催化剂层全部被冰覆盖之前仍低于0℃，燃料电池就会停止运行，此时冷启动失败。反之，冰会在融化过程中吸收热量，保证电池温度在0℃左右[14]。

1.3 沥青材料软化点的检测

1.3.1 沥青材料检测的目的

沥青材料是非晶质的高分子材料的一种，它的特殊地方在于其没有固化点或者液化点，对于它的描述方法一般是用硬化点和低落点这两个参数来表示。按照相关的规定，沥青的软化点定义为液化点和固化点温度间隔的87.20%。但是用不同的仪器检测的话软化点的数值是不一样的，下面就介绍一下应用比较多的环与球软化点法。

1.3.2 实验所需要的设备

沥青材料软化点实验仪。这个仪器需要一些附属配件，包括钢球，式样环，钢球定位环以及金属支架等几个关键的部分。需要强调的是钢球的直径选择为9.53mm。

耐热玻璃烧杯。耐热玻璃烧杯主要是容量的问题，一般使用的是800～1000ml的。

其他设备。其他设备指的是完成实验的过程中所需要的设备，比如：环夹，平刮刀，加热器具等设备。

1.3.3 实验的具体步骤

对于这样的沥青材料，首先要把式样环和底板一起放在冷水中冷却15min以上。随后在新煮的沸水冷却之后放到烧杯内。将经过冷却的式样放在支架中层板的圆孔之中。做好固定和记录工作，准备开始实验。最后，对设备的整体进行加热，加热的工具为实验材料中提到的加热炉具。注意加热的温度上升不能太快，观察到沥青材料即将滴落的时候及时读数记录。

1.3.3.2 软化点在80℃以上的情况

软化点在80℃以上的情况和以下的情况大致是相同的，主要是两个方面的不同，分别是冷却是放在甘油中，而不是水中。另外，在烧杯中需要预先放入温度为32℃的甘油。其他的步骤大致和上边是相同的。

1.3.4 实验过程的注意事项

实验的过程中主要是注意三个方面的问题，分别是首先要做好足够的冷却工作。另外，加热过程需要严格的控制速度，速度过快会导致实验数据不准确。最后就是要区分80℃这个分界点。