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高分子聚合物改性乳化沥青残留物动力粘度试验

 

1 试验仪器 
  动力粘度试验使用玻璃制成的毛细管,各支毛细管均划分B、C、D三段, B、C、D各段均设置相应的系数,且所有系数均经质量技术监督部门检测。因为玻璃加工具有一定的特殊性,所有毛细管的各段标定系数均不相同,在应用过程中需予以注意。②通常情况下,B、C、D 各段标定系数,以及毛细管的规格、型号和编号均由仪器生产企业的相关资料中进行了规定,操作人员应对上述技术资料进行妥善保管。 
  2 试验方法 
  2.1 试验仪器 
  第一,毛细管清洗。使用三氯乙烯将试验所需的真空毛细管彻底洗涤干净,如果管壁上有油污,需使用蒸馏水和洗液等进行彻底洗涤。洗涤完成后在烘箱中烘干。第二,毛细管的选择。对待测试样的粘度水平进行预估,根据沥青动力粘度试验T0620-2000的相关规定,对真空毛细管进行选择,应保证规定体积试样流经时间超过60s。对于高分子聚合物改性乳化沥青残留物,一般选择2.0mm 半径的毛细管。在乳化沥青添加改性剂前,应选择1.0mm至0.5mm 半径的毛细管作为残留物动力粘度试验仪器。在大量添加改性剂后,需变为4.0mm 半径的毛细管。第三,温控仪调节。水温设定在60.00℃左右,保证温控系统能够正常运行,加热浴缸中的水温应恒定为60.00€?.01℃。 
  第四,在玻璃浴缸中加水,并保证水面与箱盖之间距离在30mm左右。打开U型水银管两端的锁紧阀,也就是以垂直位置替代常规的水平位置。将真空系统电源开关调整为关闭状态,接通电源后将开关打开。 
  2.2 试样准备 
  第一,试样准备。加热事先预备的高分子聚合物改性乳化沥青残留物试样,将其调整为流动状态,均匀搅拌后,将其置入另一毛细管的小盛样器内,从而为试样的灌入提供方便,试样量在50cm3左右,并盖好用盖,在(145℃€?℃)恒温的烘箱中保存。第二,试样和毛细管的预热。在(145℃€?℃)恒温的烘箱将试样和毛细管连续加热 30min。第三,在所选的玻璃容器中竖立放置预热处理的毛细管,并在毛细管中注入沥青试样自装料管 A,将装料线处试样液面控制在€?mm以内。试样装入时要避免管壁上附着试样。第四,在(145℃€?5℃)的烘箱中放置加入试样的毛细管,连续保温(10min€?min),从而避免管中试样出现气泡。 
  2.3 试验步骤 
  将3 支装置试样的毛细管由烘箱中取出,连续2min在室温下冷却,并在保持恒定试验温度的水浴中安(下转第207页)(上接第193页)装,应将其位置保持在I标线水浴液面下 20mm左右处。真空阀门确认关闭后,接通毛细管和真空管的入口端,并保证其不存在漏气现象。毛细管从烘箱中取出后,安装在恒温水浴中,并控制操作时间在 5min 以内。对真空系统连接部位的可靠性和密闭性进行检查。真空开关开启30秒钟后,开始运行真空泵,真空度控制在(300€?.5mmHg)左右,后自动关闭真空泵,并保持真空度的稳定性。调节按钮使用液晶显示,将待测的毛细管B、C、D各段系数和管号输入液晶显示屏菜单中并确定。连续30min在恒温水浴中保存试样毛细管后进行测定。测定过程中,开启各个真空压力开关,在沥青到达相应刻度后,将控制面板的“计时”键按下。完成1 号毛细管的试验后,重复前述各项操作,对2、3 号毛细管进行检测。完成3支毛细管的试验后,仪器能够自动计算出试验结果。
2.4 结果计算 
  尽管自动化的试验仪器能够对测量结果进行自动计算,但试验人员也应了解测量结果的计算方法。根据下述公式对动力粘度进行计算: =K€譼,其中,t单位为s,指的是经过第一对60s以上标线所需的时间,K单位为Pa·s/s,指的是第一对60s以上标线的粘度计常数,单位为Pa·s,指的是测定温度下试样的动力粘度。 
  3 试验结果 
  通过不同类型改性剂,以及相同的试验条件和试验材料,实施高分子聚合物改性乳化沥青残留物动力粘度试验,结果表明,乳化沥青未添加改性剂时,残留物动力粘度较小,仅为94.1 Pa·s左右,而添加高聚物改性剂后,其残留物动力粘度提高幅度较大。在添加量为3.0%时,改性前SBR为359.0 Pa·s,而改性后SBR为 2998 Pa·s,且改性剂增加后,不管是SBS还是SBR改性,动力粘度均会发生明显上升。试验结果证实,改性后的SBS蒸发残留物,其动力粘度明显大于改性前的SBR,改性前的SBR残留物动力粘度均不超过1000 Pa·s,而改性后的SBS均超过2000 Pa·s。④ 
  在使用相同改性剂时,乳化剂的不同并不会对动力粘度产生较大影响。同时,由试验结果可知,在添加3.0%的SBR后,高分子聚合物改性乳化沥青残留物的动力粘度无法达到相关的规定。⑤ 
  4 总结 
  我国颁布实施的《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中,严格规定了高聚物改性乳化沥青残留物动力粘度这一指标。若工程需要进行SBS改性,可通过SBR进行替代,但试验结果无法达到指标要求,由此可见,无法对添加物是否为SBS 改性剂进行甄别。两者之间事实上存在较大的差异,因此,建议可将高聚物改性乳化沥青残留物动力粘度试验作为其基本检验项目,并参考弹性恢复、韧性和粘韧性等检验指标,从而为高聚物改性乳化沥青质量的提高提供保证。 

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