專利名稱：基于粘度—溫度曲線的改性瀝青中聚合物劑量檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改性瀝青聚合物劑量檢測(cè)技術(shù)，特別涉及一種基于粘度-溫度曲線的
改性瀝青中聚合物劑量檢測(cè)方法，應(yīng)用于成品改性瀝青中聚合物劑量的檢測(cè)。
背景技術(shù)：
隨著道路鋪設(shè)技術(shù)的快速發(fā)展，改性瀝青得到了越來越廣泛的應(yīng)用，改性瀝青能夠顯著改善路面狀況，廣泛使用于高速公路，城市快速路，主干道的抗滑表層，橋面鋪裝，特別是鋼橋面的鋪裝中。改性瀝青中聚合物劑量(重量百分含量)對(duì)瀝青的各種工程技術(shù)指標(biāo)具有非常重要的影響，因此，聚合物劑量的檢測(cè)在道路和橋梁的施工過程中發(fā)揮著重要作用，特別是改性劑添加量對(duì)改性瀝青的短期與長(zhǎng)期性能有較大影響，而國(guó)內(nèi)外還沒有研究相應(yīng)的測(cè)試方法來檢驗(yàn)改性劑劑量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于填補(bǔ)當(dāng)前改性瀝青聚合物劑量測(cè)試方法的空白，提供一種基于粘度_溫度曲線的改性瀝青中聚合物劑量檢測(cè)方法，該檢測(cè)方法檢測(cè)快捷，可操作性強(qiáng)，結(jié)果準(zhǔn)確可靠。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。 —種基于粘度-溫度曲線的改性瀝青中聚合物劑量檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)繪制標(biāo)準(zhǔn)試樣的粘度-溫度曲線 首先，制備聚合物劑量在3. 0% _5. 0%之間的多個(gè)改性瀝青標(biāo)準(zhǔn)試樣，分別測(cè)量每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣在120°C -18(TC之間的粘度；然后，對(duì)應(yīng)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣繪制標(biāo)準(zhǔn)粘度-溫度曲線； (2)確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量 首先，采集改性瀝青的待測(cè)試樣，測(cè)量每個(gè)待測(cè)試樣在120°C -18(TC之間的粘度，然后繪制待測(cè)試樣粘度_溫度曲線；最后，利用待測(cè)試樣粘度_溫度曲線和標(biāo)準(zhǔn)粘度_溫度曲線進(jìn)行比對(duì)，確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量。 本發(fā)明的進(jìn)一步特點(diǎn)在于，利用120°C -135°〇區(qū)間內(nèi)的待測(cè)試樣粘度_溫度曲線和標(biāo)準(zhǔn)粘度_溫度曲線比對(duì)，確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量。 發(fā)明人經(jīng)過大量的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，改性瀝青的聚合物劑量和其粘度-溫度曲線具
有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，并且粘度與溫度呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，不同聚合物劑量下的粘度_溫度曲線沒有交叉，尤其是120°C -135°〇區(qū)間內(nèi)的曲線位置與聚合物是含量有著尤為清晰的關(guān)系。本發(fā)明利用改性瀝青的上述特點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，相對(duì)于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，具有檢測(cè)快捷，可操作性強(qiáng)，結(jié)果準(zhǔn)確可靠等特點(diǎn)。


下面結(jié)合

和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明 圖1為試驗(yàn)例1的待測(cè)改性瀝青的粘度-溫度曲線圖； 圖2為對(duì)應(yīng)試驗(yàn)例1的聚合物(SBS)不同劑量下的標(biāo)準(zhǔn)粘度 圖3為試驗(yàn)例2的待測(cè)改性瀝青的粘度-溫度曲線圖； 圖4為對(duì)應(yīng)試驗(yàn)例2的聚合物(SBS)不同劑量下的標(biāo)準(zhǔn)粘度 圖5為試驗(yàn)例3的待測(cè)改性瀝青的粘度-溫度曲線圖； 圖6為對(duì)應(yīng)試驗(yàn)例3的聚合物(SBS)不同劑量下的標(biāo)準(zhǔn)粘度
具體實(shí)施例方式
—、發(fā)明人選用以下方法進(jìn)行改性瀝青的粘度測(cè)量和繪制粘度-溫度曲線，具體如下。 1、采用布洛克菲爾德粘度計(jì)(Brookfield，簡(jiǎn)稱布氏粘度計(jì))旋轉(zhuǎn)法測(cè)定改性瀝青在45CC )以上溫度范圍內(nèi)的表觀粘度，單位以帕斯卡秒(Pa s)計(jì)。
2、儀器、器具與材料選擇 2. 1布洛克菲爾德粘度計(jì)；適用于不同粘度范圍的標(biāo)準(zhǔn)高溫粘度測(cè)量系統(tǒng)，如LV、RV、 HA或HB型系列等，其量程應(yīng)滿足被測(cè)改性瀝青粘度的要求；不同型號(hào)的轉(zhuǎn)子；自動(dòng)溫
度控溫系統(tǒng)，包括恒溫控制器、盛樣筒、溫度傳感器等；數(shù)據(jù)采集和顯示系統(tǒng)，繪圖記錄設(shè)備等。
2. 2烘箱標(biāo)稱溫度范圍300°C :，控溫的準(zhǔn)確度為1°C
2. 3標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)，分度為0. 1 °C
2.4秒表。
3、測(cè)量步驟 3. 1準(zhǔn)備瀝青試樣，分裝在盛樣容器中，在烘箱中加熱至軟化點(diǎn)以上，IO(TC左右保溫30min——60min備用，對(duì)改性瀝青尤應(yīng)注意去除氣泡。 3. 2儀器在安裝時(shí)必須調(diào)平，使用前應(yīng)檢查儀器的水準(zhǔn)器氣泡是否對(duì)中。開啟粘度計(jì)溫度控制器電源，設(shè)定溫度控制系統(tǒng)至要求的試驗(yàn)溫度。此系統(tǒng)的控溫準(zhǔn)確度應(yīng)在使用前嚴(yán)格標(biāo)定。 3. 3根據(jù)估計(jì)的瀝青粘度，按儀器說明書規(guī)定的不同型號(hào)的轉(zhuǎn)子所適用的速率和粘度范圍，選擇適宜的轉(zhuǎn)子。 3.4取出瀝青盛樣容器，適當(dāng)攪拌，按轉(zhuǎn)子型號(hào)所要求的體積向粘度計(jì)的盛樣筒中添加瀝青試樣，根據(jù)試樣的密度換算成質(zhì)量。加入瀝青試樣后的液面應(yīng)符合不同型號(hào)轉(zhuǎn)子的規(guī)定要求，試樣體積應(yīng)與系統(tǒng)標(biāo)定時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)體積一致。 3.5將轉(zhuǎn)子與盛樣筒一起置于已控溫至試驗(yàn)溫度的烘箱中保溫，維持1.5h。若試
驗(yàn)溫度較低時(shí)，可將盛樣筒試樣適當(dāng)放冷至稍低于試驗(yàn)溫度后再放人烘箱中保溫。 3. 6取出轉(zhuǎn)子和盛樣筒安裝在粘度計(jì)上，降低粘度計(jì)，使轉(zhuǎn)子插進(jìn)盛樣筒的瀝青液
面中，至規(guī)定的高度。 3. 7使瀝青試樣在恒溫容器中保溫，達(dá)到試驗(yàn)所需的平衡溫度(不少于15min).
3. 8按儀器說明書的要求選擇轉(zhuǎn)子速率，例如在135t:測(cè)定時(shí)，對(duì)RV、 HA、 HB型粘
溫度曲線圖；溫度曲線圖；溫度曲線圖.度計(jì)可采用20r/min，對(duì)LV型粘度計(jì)可采用12r/min，在6(TC測(cè)定可選用0. 5r/min等。開動(dòng)布洛克菲爾德粘度計(jì)，觀察讀數(shù)，扭矩讀數(shù)應(yīng)在10% _98%范圍內(nèi)。在整個(gè)測(cè)量粘度過程中，不能改變?cè)O(shè)定的轉(zhuǎn)速，改變剪變率。儀器在測(cè)定前是否需要?dú)w零，可按操作說明書規(guī)定進(jìn)行。 3. 9待讀數(shù)稍事穩(wěn)定后，在每個(gè)試驗(yàn)溫度下，每隔60s讀數(shù)一次，連續(xù)讀數(shù)3次。
3. 10對(duì)每個(gè)要求的試驗(yàn)溫度，重復(fù)以上過程進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)溫度宜從低到高進(jìn)行，盛樣筒和轉(zhuǎn)子的恒溫時(shí)間應(yīng)不小于1. 5h。 3. 11如果在試驗(yàn)溫度下的扭矩讀數(shù)不在10% _98%的范圍內(nèi)，必須更換轉(zhuǎn)子或降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速后重新試驗(yàn)。 3. 12利用布洛克菲爾德粘度計(jì)測(cè)定的不同溫度的表觀粘度，通常以120°C、135°C 、 150°C 、 165°C 、 180。C測(cè)定的表觀粘度為準(zhǔn)，繪制粘度_溫度曲線。
4、粘度讀取或計(jì)算 4. 1當(dāng)布洛克菲爾德粘度計(jì)的顯示面板上具有直接顯示粘度、扭矩、剪切應(yīng)力、剪變率、轉(zhuǎn)速和試驗(yàn)溫度等項(xiàng)目的功能時(shí)，可直接根據(jù)需要記錄數(shù)據(jù)，并以3次讀數(shù)的平均值作為測(cè)定值。 4. 2當(dāng)粘度計(jì)不能直接顯示讀數(shù)裝置，可按儀器廠家提供的儀器常數(shù)進(jìn)行計(jì)算，或按式(1)計(jì)算瀝青在該測(cè)定溫度條件下的表觀粘度。na = kn*e (1) 式中n a——瀝青在測(cè)定溫度條件下的表觀粘度，Pa s。
kn_布洛克菲爾德儀器常數(shù)，由廠家按型號(hào)提供。
e —3次粘度計(jì)讀數(shù)的平均值。 4. 3利用不同溫度條件下測(cè)定的粘度，繪制粘度_溫度曲線。
二、本發(fā)明的改性瀝青聚合物劑量的檢測(cè)方法，具體包括以下步驟。
(1)繪制標(biāo)準(zhǔn)試樣的粘度-溫度曲線 首先，制備聚合物劑量在3. 0% _5. 0%之間的多個(gè)改性瀝青標(biāo)準(zhǔn)試樣，分別測(cè)量每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣在120°C -18(TC之間的粘度；然后，對(duì)應(yīng)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣繪制標(biāo)準(zhǔn)粘度-溫度曲線；發(fā)明人經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)粘度與溫度呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，不同聚合物劑量下的粘度-溫度曲線沒有交叉，尤其是120°C -135°〇區(qū)間內(nèi)的曲線位置與聚合物含量的多少有著尤為清晰的關(guān)系。
(2)確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量 首先，采集改性瀝青的待測(cè)試樣，測(cè)量每個(gè)待測(cè)試樣在120°C -IS(TC之間的粘度，然后繪制待測(cè)試樣粘度_溫度曲線；最后，利用待測(cè)試樣粘度_溫度曲線和標(biāo)準(zhǔn)粘度_溫度曲線進(jìn)行比對(duì)，確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量。最優(yōu)方案是利用12(TC-135t:區(qū)間內(nèi)的待測(cè)試樣粘度_溫度曲線和標(biāo)準(zhǔn)粘度_溫度曲線比對(duì)，確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量。在已知改性瀝青聚合物類型的情況下，檢測(cè)更加快捷。 三、本發(fā)明的改性瀝青聚合物劑量的檢測(cè)方法對(duì)已知的改性瀝青聚合物劑量的檢測(cè)驗(yàn)證。
實(shí)驗(yàn)例1 : 已知含有一定聚合物劑量的改性瀝青(本次實(shí)驗(yàn)的劑量為3.8%，聚合物類型為
5SBS)，用本發(fā)明所示的檢測(cè)方法對(duì)該改性瀝青進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證，在粘度儀轉(zhuǎn)速為20r/min的情況下，分別測(cè)定120°C ， 135°C ， 150°C ， 165°C ， 18(TC下的粘度數(shù)值，繪制溫度-粘度曲線如圖1所示，其中橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為粘度。 將該圖與圖2所示的標(biāo)準(zhǔn)試樣的粘度-溫度曲線對(duì)照，發(fā)現(xiàn)其曲線形狀相同，位置介于3. 0% _4. 0%之間，然后再將3. 0% -4. 0%之間的空間等分成3.0%、3. 1%、3. 2%、
3. 3%、3.4%、3.5%、3.6%、3.7%、3. 8%、3.9%、4. 0%i^—條曲線，發(fā)現(xiàn)待測(cè)改性瀝青的粘度_溫度曲線與圖2中3.8%的曲線位置相同，由此我們可以判斷此改性瀝青聚合物的含量為3. 8%。 實(shí)驗(yàn)例2 : 已知含有一定聚合物劑量的改性瀝青(本次實(shí)驗(yàn)的劑量為4.0%，聚合物類型為SBS)，用本發(fā)明所示的檢測(cè)方法對(duì)該改性瀝青進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證，在粘度儀轉(zhuǎn)速為20r/min的情況下，分別測(cè)定120°C ， 135°C ， 150°C ， 165°C ， 18(TC下的粘度數(shù)值，繪制溫度-粘度曲線如圖3所示，其中橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為粘度。 將該圖與圖4所示的標(biāo)準(zhǔn)試樣的粘度-溫度曲線對(duì)照，發(fā)現(xiàn)其曲線形狀相同，位置與聚合物含量為4. 0%的曲線相同，由此我們可以判斷此改性瀝青聚合物的含量為4. 0%。
實(shí)驗(yàn)例3 : 已知含有一定聚合物劑量的改性瀝青(本次實(shí)驗(yàn)的劑量為4.4%，聚合物類型為SBS)，用本發(fā)明所示的檢測(cè)方法對(duì)該改性瀝青進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)證，在粘度儀轉(zhuǎn)速為20r/min的情況下，分別測(cè)定120°C ， 135°C ， 150°C ， 165°C ， 18(TC下的粘度數(shù)值，繪制溫度-粘度曲線如圖5所示，其中橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為粘度。 將該圖與圖6所示的標(biāo)準(zhǔn)試樣的粘度-溫度曲線對(duì)照，發(fā)現(xiàn)其曲線形狀相同，位置介于4. 0% -4. 5%之間，然后再將4. 0% -4. 5%之間的空間等分成4. 0%、4. 1 %、4. 2%、
4. 3%、4. 4%、4. 5%i^—條曲線，發(fā)現(xiàn)待測(cè)改性瀝青的粘度-溫度曲線與圖6中4. 4%的曲線位置相同，由此我們可以判斷此改性瀝青聚合物的含量為4. 4%。
權(quán)利要求
一種基于粘度-溫度曲線的改性瀝青中聚合物劑量檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟(1)繪制標(biāo)準(zhǔn)試樣的粘度-溫度曲線首先，制備聚合物劑量在3.0％-5.0％之間的多個(gè)改性瀝青標(biāo)準(zhǔn)試樣，分別測(cè)量每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣在120℃-180℃之間的粘度；然后，對(duì)應(yīng)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣繪制標(biāo)準(zhǔn)粘度-溫度曲線；(2)確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量首先，采集改性瀝青的待測(cè)試樣，測(cè)量每個(gè)待測(cè)試樣在120℃-180℃之間的粘度，然后繪制待測(cè)試樣粘度-溫度曲線；最后，利用待測(cè)試樣粘度-溫度曲線和標(biāo)準(zhǔn)粘度-溫度曲線進(jìn)行比對(duì)，確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于粘度-溫度曲線的改性瀝青中聚合物劑量檢測(cè)方 法，其特征在于，利用12(TC-135t:區(qū)間內(nèi)的待測(cè)試樣粘度-溫度曲線和標(biāo)準(zhǔn)粘度-溫度曲 線比對(duì)，確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量。
全文摘要
本發(fā)明涉及改性瀝青聚合物劑量檢測(cè)技術(shù)，公開了一種基于粘度—溫度曲線的改性瀝青中聚合物劑量檢測(cè)方法，應(yīng)用于成品改性瀝青中聚合物劑量的檢測(cè)。它包括步驟(1)繪制標(biāo)準(zhǔn)試樣的粘度—溫度曲線首先，制備聚合物劑量在3.0％-5.0％之間的多個(gè)改性瀝青標(biāo)準(zhǔn)試樣，分別測(cè)量每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣在120℃-180℃之間的粘度；然后，對(duì)應(yīng)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)試樣繪制標(biāo)準(zhǔn)粘度—溫度曲線；步驟(2)確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量首先，采集改性瀝青的待測(cè)試樣，測(cè)量每個(gè)待測(cè)試樣在120℃-180℃之間的粘度，然后繪制待測(cè)試樣粘度—溫度曲線；最后，利用待測(cè)試樣粘度—溫度曲線和標(biāo)準(zhǔn)粘度—溫度曲線進(jìn)行比對(duì)，確定待測(cè)改性瀝青的聚合物劑量。
文檔編號(hào)G01N11/00GK101694450SQ20091002435
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者原健安, 程道虎, 韓森, 高巍 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué);