橡胶沥青布氏旋转粘度与便携粘度相关性研究.pdf

2010年8月
石油沥青 PETROLEUM ASPHALT
第24卷第4期
橡胶沥青布氏旋转粘度与便携粘度相关性研究
槠翠兰
沈阳三鑫集团有限公司(沈阳110148)
摘要主要就国内广泛使用的布氏粘度和便携粘度相关性及试验注意事项进行了试验研
究,建议当橡胶沥青便携粘度大于1.5Pa?s时,20转的旋转粘度值与手提粘度值更接近,
所以建议采用20转的旋转粘度进行试验室橡胶沥青粘度检测,并用便携式粘度进行校正
加热橡胶沥青试样时建议采用烘箱加热的方式。
关键词橡胶沥青布氏旋转粘度便揚粘度
随着公路运输事业的迅速发展,汽车保有量得到广泛使用的布洛克菲尔德粘度仪
大幅度增加,每年产生的废轮胎越来越多,成为( Brookfield,简称布氏粘度仪)和便携式粘度仪
迫切需要解决的环境污染问题。据测算,到( Rion Viscotester,简称便携式或手提式粘度仪)
2010年,我国废旧轮胎产生量将超过2亿多条,测定橡胶沥青粘度指标的相关性及试验方法。
废旧轮胎产生量将位居世界第一。在公路工程中1櫲胶沥青试样加热方法的研究
用废旧轮胎加工成废胎胶粉,用于加工橡胶沥
由于橡胶沥青是一种不稳定的固液两相混合
青,并用于路面工程,既可以变废为宝,节约资物,其优异性体现在两相共存的胶体体系中,也
源,保护环境,又可以改善路面质量并延长路面就是说橡胶沥青生产工艺控制的是反应的中间过
使用寿命,并降低路面铺设及维修成本,有很大程,而不是反应的终点。因此,其各项性能指标
的经济效益和社会效益。交通部亦于2007年开随时间、温度的变化而变化,因此在检测其各项
展了“材料节约和资源循环利用”专项行动计指标时,加热方式、加热时间、加热温度等对其
划,将废旧轮胎胶粉用于公路工程作为主要推广指标的影响是很大的。
项目,并有十余省份铺设了橡胶沥青路面试验路11电炉与烘箱加热方式的对比
或实体工程。
以往制备基质沥青或改性沥青试样时,在确
在国内进行橡胶沥青路面大规模推广应用的保温度不致过高从而导致沥青老化的前提下,均
同时,也暴露出了一些问题,如橡胶沥青作为
有用电炉直接加热沥青试样的习惯,但对于橡胶
种新型的路用材料,其检测方法和手段目前均没沥青,由于其是反应的中间过程,过高过快的加
有统一的国家或行业标准,各地、各生产使用商热速度会使橡胶沥青颗粒与基质沥青进一步反
均根据各自的研究结果自行选择检测方法和手应,使橡胶沥青指标随反应的继续进行而衰减变
段,造成了对橡胶沥青质量评定的困难。在橡胶化,最终导致橡胶沥青质量不合格。
沥青应用较成熟的美国,把粘度、针入度、软化
表1即为用烘箱加热制备试样与用电炉加热
点、延度和弹性恢复作为橡胶沥青的核心指标
制样,橡胶沥青便携粘度指标衰减变化的试验数
我国目前也将这五大指标作为橡胶沥青的核心指据。
标。针人度、延度、软化点及弹性恢复指标的检
收稿日期:2010-04-15
测方法和手段目前在国内外均比较成熟,但粘度
作者简介:诸翠兰,女,汉族,助理工程师,辽宁工程技
指标的检测方法、手段及注意事项等均没有统
术大学交通土建专业,本科学历,沘阳三鑫集团有限公司
研发中心从事材料研发T作,道路材料、公路、桥梁和交
标准,颇有争议,本文主要研究了目前在业内均
通工程检测员。
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石油沥青
2010年第24卷
表1烘箱加热制样与电妒加热制样便粘度指标对比
度,有的单位主要检测较为方便快捷的便携式粘
加热方式
粘度/(Pa?s)
度,而两种粘度仪对同种沥青的粘度检测结果却
0
3 h 6 h 9 h 12 h 24 h
差距较大。图1为两种粘度仪器。
烘箱加热4.24.
电炉加热4.14.03.63,02.52.1
从表1中可见,电炉直接加热的橡胶沥青粘
度衰减速度明显高于用烘箱加热的衰减速度。这
不只是因为电炉升温过高过快,也因为用电炉加
热时沥青试样局部受热,且橡胶沥青粘度较大,
不易搅拌均匀,导致上、下部温差较大,下部接
近电炉的沥青很容易老化所致,所以建议,在做
橡胶沥青指标检测时,试样采用烘箱加热的方
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式,在与试验温度差5℃内时,可以在垫有石棉
布氏旋转粘度仪
网的条件下使用电炉加热至试验温度。
1.2不同烘箱加热方式指标对比
在试验中发现,即使同样使用烘箱加热试
样,烘箱起始温度不同,橡胶沥青指标也不尽相
同。试验设计了两种烘箱加热方式,方式一是橡
胶沥青在起始温度为试验温度的烘箱中加热,方
式二是橡胶沥青在起始温度较低的烘箱中加热至
完全融化,然后转移至试验温度的烘箱中加热至
试验温度。见表2。
表2同种胶背在不同烘箱加热方式下指标检測结果
便携式粘度仪
加热粘度/软化点/针入度/延度/弹性恢复,
方式(Pa?g)℃(10-1mm)cm
图1两种粘度仪器
方式-3.6
65
58,4
9.5
方式二4.2
65
17.3
采用这两种仪器,分别检测了8种橡胶沥
青,找到了布氏粘度与便携粘度之间的相关性。
从表2的试验结果可见,烘箱过高的起始温见表3。
度也会对橡胶沥青的粘度指标有影响,但对其他
从表3可以看出
指标影响不大。因此,建议在检测橡胶沥青指标
a)当便携式粘度大于1.5Pa?s时,便携式
时,采用方式二的加热方法。
粘度均大于布氏旋转粘度,且20转布氏旋转粘
2布氏旋转粘度与便携粘度相关性研究
度值与便携式粘度值更接近一些,其扭矩值在
橡胶沥青的五大核心指标中,粘度指标的检20%以上,一般不超过30%;
测方法和检测温度一直都是颇有争议的,以往
b)当便携式粘度小于1.5Pa?s时,便携式
基质沥青和改性沥青技术标准均主张检测135℃粘度小于布氏旋转粘度(对橡胶沥青而言,其
布氏旋转粘度,但粘度指标属于非强制性指粘度值现行标准为1.5-4.0Pa?s,小于1.5
标,而对于橡胶沥青粘度指标,最早来自于美国Pa?s的粘度不予考虑);
Arizona州?,其规范要求177℃粘度,我国将这
c)布氏旋转粘度随转数增大,粘度值逐渐
指标引进后,大多数单位改为了检测180℃粘减小,扭矩逐渐增大;
度。但有的单位主要检测橡胶沥青的布氏旋转粘
d)100转的扭矩值最大,但均不超过50%