沥青旋转粘度试验及其影响因素探讨.pdf

2011年10月
石油沥青 PETROLEUM ASPHALT
第25卷第5期
标准与检测
沥青旋转粘度试验及其影响因素探讨
杨克红,毛三鵰,邹潦燕,曹春梅
(中国石油克拉玛依石化公司炼油化工研究院,克拉玛依834000)
摘要:粘度是评价沥青高温性能的重要指标。通过对5种道路石油沥青和1种改性沥青
进行布氏旋转粘度測试,在布氏旋转粘度试验要求范围内考察了恒温时间、转速大小、试验
温度和沥青试样添加量对旋转粘度的影响,结果表明:影响因素的变化会直接影响岩度的测
定结果
关键词:沥青旋转粘度温度转速影响因素
粘度是沥青的力学指标,是表征沥青材料粘沥青试样盛于恒温控制的盛样筒中,一个转子在
滞性的一种性能参数,反映了沥青在发生流动时沥青试样中转动,测定相应的转动阻力所反映出
其内部分子间摩擦阻力的大小川。粘度的大小来的扭矩。扭矩计读数乘以仪器参数即可得到以
也反映了沥青抵抗流动的能力,粘度越大,沥青mPa.s表示的沥青粘度。现在进口的布洛克非尔
路面抗车辙的能力就越强。可见,粘度是评价沥徳旋转粘度计的显示面板上一般都有直接显示粘
青高温性能的重要指标2。
度、扭矩、剪切速率、剪切应力、转速和试验温
旋转法测量粘度也称为布氏粘度,它是美国度的功能,这种情况无须进行计算,可直接记
Brookfield公司最早研制的。自从美国SHRP战录。
略公路研究计划推出采用布洛克菲尔德
该方法中对精密度或允许差的要求为:重复
( Brookfield)粘度计方法( ASTM D4402)测定
性试验的允许差为平均值的3.5%;复现性试验
后,各国道路界对此十分重视。的允许差为平均值的14.5%。
这种方法可直接测得动力粘度,且具有测量精度2布氏旋转粘度试验的影响因素
高、操作方便简单的优势,常用于测量45℃以
沥青布氏旋转粘度试验(布洛克菲尔德旋
上温度范围内的沥青动力精度时。目前我国沥转粘度计法)属条件性试验,试验过程中必须
青旋转粘度试验方法尚无国家标准,国内有石化认真遵守操作规程,使用者在使用布洛克菲尔德
行业SH/T0739-2003《沥青粘度测定法(布如旋转粘度计前还应仔细阅读并理解厂家所提供的
克菲尔徳旋转粘度仪法)》和交通部JTJO52
仪器操作说明书,按照布氏旋转粘度测定法的方
10625-2000《沥青布氏旋转粘度试验(布洛克法步骤精心操作,以保证试验结果的重复性和复
菲尔德旋转粘度计法)》。两个方法使用的仪器现性,试验中任何偏离试验方法的操作都会影响
设备相同,但在试验步骤上还是存在一些差别,
试验结果。实验室共选择6种沥青作为试验试样
大部分的公路检测机枃实际采用的多是交通部来进行试验,考察布氏旋转粘度试验的影响因
JTJO52-10625-2000汤青布氏旋转粘度试验素,其中包括5种不同油源的同等牌号道路石油
(布洛克菲尔德旋转粘度计法)》。
沥青(KL、AL、H、SL、ZL)和1种改性沥青
1沥青旋转粘度试验方法概要
(ML),6种沥青的基本性质如表1。
交通部JTJ052~-10625-2000《沥青布氏旋
收稿日期:2011-06-10。
转粘度试验(布洛克菲尔德旋转粘度计法)》可
作者简介:杨克红,女,工程师。中国石油大学化学工程
用于测量沥青在使用温度时的表观粘度。将少量
与工艺专业毕业,现从事沥青研究及沥青新产品开发下.作。
第5期
杨克红等,沥青旋转粘度试验及其影响因素探讨
表1沥青性质
项目
AL
ML
针入度(25℃)/(10-')mm
软化点/
48.2
47,5
67.4
延度(5℃)/cm
延度(10℃)/cm
>150
延度(15℃)/cm
>150
150
>150
弹性恢复(25℃),
2.1仪器
量范固500~10MMPa.s。
试验采用美国 Brookfield RVD\-Ⅱ+Pro旋
本次试验采用常用的SC4-27号转子,在
转粘度仪,粘度测量范围为100-40 M Mpa. s,环境温度为20℃的条件下进行测定。
内有54种转速(0.01~200RPM)可选择,测2.2恒温时间对粘度的影响
试用转子有四种型号:
根据试验要求,将转子与盛样筒一起置于已
SC4-21号转子:称量试样8mL,粘度测、控温至100℃的烘箱中保温,维持1.5h。测试
量范?25~500KMPa.S;
时沥青试样在粘度计恒温容器中保温,达到试验
SC4-27号转子:称量试样10.5mL,粘度所需平衡温度不少于15min,分别选取大于或等
测量范围125~2.5MMPa.s;
于15min的恒温时间,在其它条件一定的情况
SC4-28号转子:称量试样115mL,粘度(试验温度:100℃,SC4-27号转子)下考察
测量范围250~5MMPa.s;
恒温时间对粘度的影响,主要实验结果见
SC4-29号转子:称量试样13mL,粘度测表2。
表2恒温时闾对粘度的影响
恒温时间/转速
扭矩
粘度/
恒温时间
转速
扭矩
粘度/
沥青
沥青
min
(mpa. s)
RPM
mp
15
20
3800
51.8
6483
29.8
21.3
2662
3315
2567
3263
60
26.0
15
4470
4325
58625
34.6
4325
2.0
46.9
58625
由表2结果可见:不管是道路石油沥青还是青试样达到平衡温度所需的恒温时间,最好能控
改性沥青,在恒温时间为15min时,粘度值偏制在30min左右。
大,当恒温时间达到30min或以上至60min时,2.3转速大小对粘度的影响
粘度值趋于稳定,特别是对于粘度大的改性沥青
沥青布氏旋转粘度试验(布洛克菲尔德旋
试样,恒温时间短,引起的粘度绝对误差越大。转粘度计法)中要求可按仪器说明书的要求选
虽然这个差值在标准的重复性允许差值范围之择转子速率,测试过程中只要布洛克菲尔德旋转
内,但是在进行布氏旋转粘度测试沥青试样时,粘度计的扭矩读数在10%~98%范围内,转速
特别是对于研究同一个沥青试样的不同评选方案可任意选取,为此,对几种沥青进行了粘度试验
时,为得到一个稳定的粘度结果,应尽量延长沥的测定,在其它条件一定的情况(试验温度: