土木工程材料瀝青實(shí)驗(yàn)

1、瀝青試驗(yàn) 一 瀝青針入度測(cè)定石油瀝青的針入度以標(biāo)準(zhǔn)陣在一定的荷載、時(shí)間及溫度條件下垂直穿入瀝青試樣的深度來表示，單位為1/10。除非另行規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)針，針連桿與附加砝碼的總質(zhì)量為（1000.05）g,溫度為（250.1）度，時(shí)間為5s。特定試驗(yàn)可采用的其他條件，如表所示。表 針入度特定試驗(yàn)條件規(guī)定溫度/荷重/N時(shí)間/s02604260460.55注：特定試驗(yàn)報(bào)告中要應(yīng)注明實(shí)驗(yàn)條件1. 試驗(yàn)?zāi)康慕ㄖこ讨惺褂玫臑r青，在常溫下大都是固體或半固體狀態(tài)，可以通過測(cè)定瀝青的針入度來表示瀝青的粘滯性，并以針入度為其主要技術(shù)指標(biāo)來評(píng)定瀝青的牌號(hào)。2. 主要儀器設(shè)備1) 針入度儀（圖）。針連桿質(zhì)量為（47.50

2、.05）g，針和針連桿的總質(zhì)量為（500.05）g；2) 標(biāo)準(zhǔn)針。標(biāo)準(zhǔn)針應(yīng)由硬化回火的不銹鋼制造，針應(yīng)裝在一個(gè)黃銅或不銹鋼的金屬箍中，針露在外面的長度應(yīng)在4050 mm，金屬箍的直徑為（3.200.05）mm，長度為（381）mm，針應(yīng)牢固的裝在箍里，針尖及針的任何其余部分均不得偏離箍軸1mm以上，針箍及其附件總質(zhì)量為（2.500.05）g，每個(gè)箍針上打印單獨(dú)的標(biāo)志號(hào)碼。3) 試樣皿。金屬或玻璃的圓柱形平底皿，尺寸如表所示。表 金屬或玻璃的圓柱形平地皿尺寸要求針入度直徑/mm深度/mm針入度200時(shí)3535針入度200350時(shí)5570針入度350500時(shí)50604) 恒溫水浴。容量不小于10L

3、，能保持溫度在試驗(yàn)溫度的0.1范圍內(nèi)。5) 溫度計(jì)。液體玻璃溫度計(jì)，刻度范圍050，分度值為0.1。6) 平地玻璃皿。容量不小于350mL，深度要浸過最大的樣品皿。內(nèi)設(shè)一個(gè)不銹鋼三角支架，以保證試樣皿穩(wěn)定。3. 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1) 加熱樣品時(shí)不斷攪拌以防局部過熱，直到樣品能夠流動(dòng)。焦油瀝青的加熱溫度不超過軟化點(diǎn)60，石油瀝青不超過軟化點(diǎn)90。泡。2) 將試樣倒入預(yù)先選好的兩個(gè)試樣皿中，試樣深度應(yīng)大于預(yù)計(jì)穿入深度的10mm。3) 松松的蓋住試樣皿以防灰塵落入，在1530的室溫下冷卻，然后將針插入針連桿中固定，按實(shí)驗(yàn)條件放好砝碼。然后將兩個(gè)試樣皿和平地玻璃皿一起放入恒溫水浴中，水面應(yīng)沒過試樣表面10mm

4、以上。在規(guī)定的試驗(yàn)溫度下冷卻，小試樣恒溫11.5h，大試樣皿恒溫1.52h。4. 試驗(yàn)步驟1) 調(diào)節(jié)針入度儀使之水平，檢查針連桿和導(dǎo)軌，以確認(rèn)無水和其他外來物，無明顯摩擦。用三聚乙烯或其他溶劑將標(biāo)準(zhǔn)針擦干凈，再用干凈的布擦干，然后將針連桿固定，按試驗(yàn)條件放好砝碼。2) 將已恒溫到試驗(yàn)溫度的試樣皿和平底玻璃皿取出，放置在針入度儀的平臺(tái)上。慢慢放下針連桿，是針尖剛剛接觸到式樣的表面，必須時(shí)用放置在適合位置的光源的反射來觀察。拉下活桿，使其與針連桿頂端相接處，調(diào)節(jié)針入度儀上的表盤讀書指針。3) 手緊壓按鈕，同時(shí)啟動(dòng)秒表，使標(biāo)準(zhǔn)針自由下落穿入瀝青試驗(yàn)，到規(guī)定時(shí)間停止按壓，使標(biāo)準(zhǔn)針停止移動(dòng)。 注：當(dāng)采用

5、自動(dòng)針入度儀時(shí)，計(jì)時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)針落下貫入試樣同時(shí)開始，至5s時(shí)自動(dòng)停止。4) 拉下活桿，在使其與針連桿頂端相連接，此時(shí)表盤指針的讀書即為試樣的針入度，準(zhǔn)確至0.5（0.1mm），用1/10表示。5) 同一試樣至少重復(fù)測(cè)定3次，每一實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的距離和試驗(yàn)點(diǎn)與試樣皿邊緣的距離都不得小于10mm。當(dāng)針入度超過200時(shí)，至少用3根標(biāo)準(zhǔn)針，每次試驗(yàn)用的針留在試樣中，直到3次平行試驗(yàn)完成后才能將標(biāo)準(zhǔn)針取出。針入度小于200時(shí)可將針取下用合適的溶劑擦凈后繼續(xù)使用。5. 試驗(yàn)結(jié)果 3次測(cè)定針入度的平均值，取整數(shù)作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果。2次測(cè)定的針入度值相差不應(yīng)大于表1數(shù)值。若差值超過表1的數(shù)值，可利用第二個(gè)樣品重復(fù)試驗(yàn)。如果結(jié)

6、果再次超過允許值，則取消所有的試驗(yàn)結(jié)果，重新進(jìn)行試驗(yàn)。表1 針入度測(cè)定允許最大數(shù)值針入度04950149150249250350最大差值2468二 瀝青延度測(cè)定 本方法適用于測(cè)定石油瀝青的延度，也適用于測(cè)定煤焦油瀝青的延度。試驗(yàn)溫度一般為（250.5）。拉伸的速度為（50.25）cm/mm。1. 試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^對(duì)瀝青延度的測(cè)定，了解瀝青塑性大小，即瀝青產(chǎn)生變形而不破壞的能力。延度也是評(píng)定牌號(hào)的技術(shù)指標(biāo)。2. 主要儀器設(shè)備1) 延度儀。將試件持續(xù)浸沒于水中，能保持規(guī)定的試驗(yàn)溫度及按照規(guī)定拉伸速度（50.25）cm/min的速度拉伸試件，無明顯振動(dòng)的儀器均可使用。2) 試件模具。黃銅制，由兩個(gè)弧形端

7、模和兩個(gè)側(cè)模組成。如圖所示。3) 恒溫水浴。容量至少為10L，能保持試驗(yàn)溫度變化不大于0.1，試件浸入水中深度不得小于100mm，水浴中設(shè)置帶孔擱架以支撐試件，擱架距水浴容器底部不得小于50mm。4) 溫度計(jì)。050，分度值為0.1和0.5各一支。5) 金屬網(wǎng)。篩孔為0.30.5mm。6) 隔離劑。以質(zhì)量計(jì)，由兩份甘油和一份滑石粉調(diào)制而成。7) 支撐板。金屬板或玻璃板，一面必須磨光至表面粗糙度為0.63。3. 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1) 將隔離劑拌和均勻，涂于支撐板表面和銅模的內(nèi)表面，將模具組裝在支承板上。2) 加熱樣品直到完全變成液體能夠流動(dòng)。石油瀝青樣品加熱至流動(dòng)溫度的時(shí)間不超過30min，其加熱溫度不

8、超過預(yù)計(jì)瀝青軟化點(diǎn)110；煤焦油瀝青樣品加熱至流動(dòng)溫度的時(shí)間不超過30min，其加熱溫度不超過預(yù)計(jì)瀝青軟化點(diǎn)55。把融化了的樣品過篩，在充分?jǐn)嚢柚螅谷朊咧?，在倒樣時(shí)使試樣呈細(xì)流狀，自模的一端至另一端往返倒入，使試樣略高出模具，將試件在空氣中冷卻3040min，然后放在規(guī)定溫度水浴中保持30min取出，用熱的刮刀或鏟將高出模具的瀝青刮去，使試樣與模具齊平。3) 將支撐板、模具和試件一起放入恒溫水浴中，并在試驗(yàn)溫度下保持8595min，然后從板上取下試件，拆掉側(cè)模，立即進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。4. 試驗(yàn)步驟1) 把保溫后的試件連同底板移入延度儀的水槽中，然后將盛有試樣的試模自玻璃板上取下，將模具兩端的

9、孔分別套在實(shí)驗(yàn)儀器的柱上，以一定的速度拉伸，指導(dǎo)試件拉伸斷裂。拉伸允許誤差5%，測(cè)量試件從拉伸到斷裂所經(jīng)過的距離（cm）。試驗(yàn)時(shí)，試件距水面和水底的距離不小于25mm，并且要使溫度保持在規(guī)定溫度的0.5的范圍內(nèi)。2) 如果瀝青浮于水面或沉入槽底時(shí)，則試驗(yàn)不正常，應(yīng)使用乙醇或氯化鈉調(diào)整水的密度，使瀝青材料既不浮于水面又不沉入槽底。3) 正常的試驗(yàn)應(yīng)將試樣拉成錐形,直至到斷裂時(shí)實(shí)際橫斷面面積接近于零，如果3次試驗(yàn)得不到正常結(jié)果，則報(bào)告在該條件下延度無法測(cè)定。5. 試驗(yàn)結(jié)果若3次試件測(cè)定值在其平均值的5%內(nèi)，取平行測(cè)定3個(gè)結(jié)果的平均值作為測(cè)定結(jié)果。若3次試件測(cè)定值不在其平均值的5%以內(nèi)。但其中兩個(gè)較

10、高值在平均值的5%之內(nèi)，則去掉最低測(cè)定值，取兩個(gè)較高值的平均值作為測(cè)定結(jié)果，否則重新測(cè)定。三 瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定本方法適用于環(huán)球法測(cè)定軟化點(diǎn)范圍在30157的石油瀝青、煤焦油瀝青或液體石油瀝青經(jīng)蒸餾或乳化瀝青破乳蒸發(fā)后殘留物的試樣。對(duì)于軟化點(diǎn)在3080范圍內(nèi)時(shí)用蒸餾水做加熱介質(zhì)，軟化點(diǎn)在80175范圍內(nèi)時(shí)用甘油做加熱介質(zhì)。軟化點(diǎn)是試樣在測(cè)定條件下，因受熱而下墜25.4mm時(shí)的溫度，用表示。1. 試驗(yàn)?zāi)康?軟化點(diǎn)是表示瀝青溫度穩(wěn)定性的指標(biāo)。通過軟化點(diǎn)測(cè)定，可以知道瀝青的黏性和塑性隨溫度升高而改變的程度。軟化點(diǎn)也是評(píng)定瀝青牌號(hào)的技術(shù)指標(biāo)之一。2. 主要儀器設(shè)備1) 試樣環(huán)。兩只黃銅或不銹鋼制成的環(huán)。2

11、) 支撐板。扁平光滑的黃銅板，其尺寸約為50mm70mm。3) 鋼球。兩個(gè)直徑為9.53mm的鋼球，每個(gè)質(zhì)量為（3.500.05）g。4) 鋼球定位器。用于使鋼球定位于試樣中央。5) 恒溫浴槽?？販氐臏?zhǔn)確度為0.5。6) 環(huán)支撐架和支架。支撐架用于支撐兩個(gè)水平位置的環(huán)，其安裝示意如圖所示。支撐架上環(huán)的底部距離下支撐板的上表面為25.4mm，下支撐板的下表面距離浴槽底部為（163）mm。7) 溫度計(jì)應(yīng)符合GB/T5142005中瀝青軟化點(diǎn)專用溫度計(jì)的規(guī)格技術(shù)要求，即測(cè)溫范圍在30180，最小分度值為0.5的全浸式溫度計(jì)。合適的溫度計(jì)應(yīng)按圖示懸于支架上，使得水銀球底部與環(huán)底部水平，其距離在13mm

12、以內(nèi)，但不要接觸環(huán)或支撐架，不允許使用其他溫度計(jì)代替。3. 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備1) 所有石油瀝青試樣的準(zhǔn)備和測(cè)試必須在6h內(nèi)完成，煤焦油瀝青必須在4.5h內(nèi)完成。加熱試樣時(shí)不斷攪拌以防止局部過熱，直到樣品變的流動(dòng)，小心攪拌以避免氣泡進(jìn)入樣品中。石油瀝青樣品加熱至流動(dòng)溫度的時(shí)間不超過2h，其加熱溫度不超過預(yù)計(jì)瀝青軟化點(diǎn)110；煤焦油瀝青樣品加熱至流動(dòng)溫度的時(shí)間不超過30min，其加熱溫度不超過煤焦油瀝青預(yù)計(jì)軟化點(diǎn)55。如果重復(fù)試驗(yàn)，不能重新加熱樣品，應(yīng)在干凈的容器中用新鮮樣品制備試樣。2) 若估計(jì)軟化點(diǎn)在120以上，應(yīng)將黃銅環(huán)與支撐板預(yù)熱至80100。然后將黃銅環(huán)放到涂有隔離劑的支撐板上，否則會(huì)出現(xiàn)瀝青試

13、樣從黃銅環(huán)中完全脫落現(xiàn)象。3) 向每個(gè)環(huán)中倒入略過量的石油瀝青試樣，讓時(shí)間在室溫下至少冷卻30min。對(duì)于在室溫下較軟的樣品，應(yīng)將試件在低于預(yù)計(jì)軟化點(diǎn)10以上的環(huán)境中冷卻30min。從開始到試樣時(shí)起至完成實(shí)驗(yàn)的時(shí)間不得超過24min。4) 當(dāng)試樣冷卻后，用稍加熱的小刀或刮刀徹底的刮去多余的瀝青，使得每一個(gè)黃銅環(huán)飽滿且和環(huán)的頂部齊平。4. 試驗(yàn)步驟1) 選擇加熱介質(zhì)，新沸煮過的蒸餾水適于軟化點(diǎn)為3080的瀝青，起始加熱介質(zhì)溫度應(yīng)為（51）。甘油適于軟化點(diǎn)為80157的瀝青，起始加熱介質(zhì)的溫度應(yīng)為（301）。為了進(jìn)行比較，所有軟化點(diǎn)低于80的瀝青應(yīng)在水浴中測(cè)定，而高于80的在甘油浴中測(cè)定。2) 把儀器放在通風(fēng)櫥內(nèi)并配置兩個(gè)樣品環(huán)、鋼球定位器，并將溫度計(jì)插入合適的位置，浴槽裝滿加熱介質(zhì)，并使各儀器處于適當(dāng)位置。用鑷子將鋼球置于浴槽底部，使其同支架的其他部位達(dá)到相同的起始溫度。3) 如果有必要，將浴槽置于冰水中，或小心加熱并維持適當(dāng)?shù)钠鹗荚剡_(dá)15min，并使儀器處于適當(dāng)位置，注意不要沾污