不同加熱介質(zhì)對瀝青軟化點(diǎn)的影響研究

　　瀝青軟化點(diǎn)是試樣在測定條件下，因受熱而下墜達(dá)25mm時的溫度。軟化點(diǎn)既是反映瀝青材料溫度穩(wěn)定性的-項(xiàng)指標(biāo)，又是瀝青黏度的-種量度，我國乃至許多國家均把瀝青軟化點(diǎn)作為-項(xiàng)重要的性能指標(biāo)。
 

　　2014年施行的瀝青軟化點(diǎn)測定標(biāo)準(zhǔn)GB/T4507-2014以及交通部標(biāo)準(zhǔn)JTGE20-2011中T0606-2011均規(guī)定，對于軟化點(diǎn)在30~80℃范圍內(nèi)的瀝青采用蒸餾水做加熱介質(zhì)，軟化點(diǎn)在80~157℃范圍內(nèi)的瀝青采用甘油做加熱介質(zhì)。冬天使用甘油做加熱介質(zhì)時，由于環(huán)境溫度較低，甘油黏度增加，使其不易傾倒且攪拌阻力增加，并且當(dāng)所測試樣軟化點(diǎn)在80℃附近時，需要進(jìn)行測試結(jié)果的校正或者使用水做加熱介質(zhì)重新進(jìn)行試驗(yàn)，不僅費(fèi)時費(fèi)力，影響科研或生產(chǎn)進(jìn)度。美國材料試驗(yàn)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)ASTMD36-95中曾使用乙二醇做加熱介質(zhì)，乙二醇作為測定瀝青軟化點(diǎn)的加熱介質(zhì)，其測試范圍為30~110℃，涵蓋了常用瀝青的軟化點(diǎn)范圍，而且目前國內(nèi)也有一些企業(yè)在非出廠產(chǎn)品的軟化點(diǎn)試驗(yàn)中采用乙二醇代替甘油作為加熱介質(zhì)。
 

　　但是，加熱介質(zhì)替代對軟化點(diǎn)測試結(jié)果的影響以及影響程度，是一個值得探討的問題。本文分別采用水與乙二醇、甘油與乙二醇兩種體系進(jìn)行對比，得出加熱介質(zhì)對瀝青軟化點(diǎn)測定值的影響及其變化規(guī)律。
 

　　試驗(yàn)部分
 

　　試驗(yàn)原料
 

　　試驗(yàn)選用4種不同型號的瀝青，分別為70#道路瀝青、密封膠瀝青、SBS改性瀝青和高黏度改性瀝青。
 

　　試驗(yàn)儀器
 

　　試驗(yàn)采用德國Petrotest公司的RKA5全自動瀝青軟化點(diǎn)測定儀。
 

　　試驗(yàn)方法
 

　　本試驗(yàn)為了探究加熱介質(zhì)對軟化點(diǎn)測試結(jié)果的影響，僅改變軟化點(diǎn)測試過程中的加熱介質(zhì)，其他條件均嚴(yán)格按照交通部標(biāo)準(zhǔn)T0606-2011的要求執(zhí)行。
 

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
 

　　水與乙二醇作為加熱介質(zhì)的軟化點(diǎn)對比
 

　　試驗(yàn)選取軟化點(diǎn)小于80℃的70#道路瀝青以及SBS改性瀝青，分別采用水和乙二醇做加熱介質(zhì)進(jìn)打軟化點(diǎn)測試，研究不同加熱介質(zhì)對軟化點(diǎn)測定值的影響。
 

　　對于這兩種瀝青，分別采用水與乙二醇做加熱介質(zhì)所得到的軟化點(diǎn)測試結(jié)果差值均在1℃左右。差值均為正值，這說明對于同-種瀝青，用乙二醇做加熱介質(zhì)比用水做加熱介質(zhì)測得的軟化點(diǎn)偏高，高出的部分雖然未超出GB/4507-2014及T0606-2011的重復(fù)性要求，但是應(yīng)充分認(rèn)識到這個差值不是隨機(jī)誤差，應(yīng)歸為系統(tǒng)誤差。
 

　　乙二醇與甘油作為加熱介質(zhì)的軟化點(diǎn)對比
 

　　試驗(yàn)選取軟化點(diǎn)在80~157℃之間的密封膠瀝青和高黏度改性瀝青，分別采用乙二醇和甘油做加熱介質(zhì)進(jìn)行軟化點(diǎn)測試，研究不同加熱介質(zhì)對軟化點(diǎn)測定值的影響。
 

　　對于密封膠瀝青，分別采用乙二醇與甘油做加熱介質(zhì)所得到的瀝青軟化點(diǎn)測試結(jié)果差值在3.3℃左右；而對于高黏度改性瀝青，兩種加熱介質(zhì)所得軟化點(diǎn)測試結(jié)果差值在4.5℃左右，均超出了GB/T4507-2014及T0606-2011的重復(fù)性要求。而且通過對不同種瀝青分別采用乙二醇或甘油做加熱介質(zhì)所得軟化點(diǎn)值的差值進(jìn)行作圖分析，可以看出，不同種瀝青采用兩種加熱介質(zhì)測得的軟化點(diǎn)差值相差較大，由此可得出采用乙二醇或甘油做加熱介質(zhì)測得的軟化點(diǎn)的差值是隨著瀝青種類的不同而不同的，即加熱介質(zhì)的改變對不同種瀝青軟化點(diǎn)的影響程度不同。
 

　　試驗(yàn)結(jié)果分析
 

　　鑒于加熱介質(zhì)的替代所產(chǎn)生的測試值的差異，分析其中原因，認(rèn)為主要有以下兩點(diǎn)：
 

　　a)由于水與乙二醇、乙二醇與甘油的導(dǎo)熱系數(shù)不同，導(dǎo)致在測試過程中的升溫速率不同，即使升溫速率達(dá)到了“3min后，升溫速度應(yīng)達(dá)到5℃/min±0.5℃/min”的要求，但是不同介質(zhì)的升溫速率仍不盡相同，即不同的升溫速率影響了終的軟化點(diǎn)的測定值。
 

　　b)不同加熱介質(zhì)的密度不同，在測試過程中對試樣下降所產(chǎn)生的阻力不同，介質(zhì)密度大，則測出的結(jié)果就偏高；反之，所測結(jié)果偏低。加熱介質(zhì)的改變對不同種瀝青軟化點(diǎn)的影響程度不同，分析原因如下：
 

　　a)基質(zhì)瀝青不同。由于生產(chǎn)瀝青的原油及生產(chǎn)工藝不-致，使基質(zhì)瀝青的油分、樹脂、瀝青質(zhì)等物質(zhì)含量不-致，改性后的瀝青在改性劑與瀝青相溶性方面會出現(xiàn)差異，所有這些差異可能會導(dǎo)致不同瀝青對溫度的敏感性不同。
 

　　b)不同種瀝青所使用的改性劑的種類與數(shù)里有較大差別，而改性浙冃的軟化點(diǎn)與改性劑的性質(zhì)、改性劑在瀝青中的結(jié)構(gòu)、改性劑與瀝青的相互作用有關(guān)。
 

　　c)本試驗(yàn)中軟化點(diǎn)在80℃以下的瀝青，沒有體現(xiàn)出加熱介質(zhì)的改變對不同種瀝青軟化點(diǎn)的影響不同的情況，分析其中原因可能是這些瀝青的軟化點(diǎn)較低，在出現(xiàn)該情況之前就已經(jīng)達(dá)到了軟化點(diǎn)。
 

　　結(jié)論
 

　　a)對于軟化點(diǎn)在80℃以下的瀝青，分別采用水與乙二醇做加熱介質(zhì)測得的軟化點(diǎn)差值較小，在1℃左右；對于同-瀝青試樣，采用乙二醇測得的軟化點(diǎn)值比用水測得的軟化點(diǎn)值高。
 

　　b)對于軟化點(diǎn)在80℃以上的瀝青，分別采用乙二醇與甘油做加熱介質(zhì)測得的軟化點(diǎn)差值較大，在3~5℃之間，均超出了GB/T4507-2014及JTGE20-2011中T0606-2011的重復(fù)性要求。建議使用乙二醇替代甘油做加熱介質(zhì)時對測得的結(jié)果做校正，且同時報(bào)告所采用加熱介質(zhì)的種類。
 

　　c)對于軟化點(diǎn)在80T以上的瀝青，加熱介質(zhì)的替代對瀝青軟化點(diǎn)測定值的影響隨著瀝青種類的不同而不同。
 

　　d)加熱介質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)及密度的差異，是造成不同加熱介質(zhì)下測得的軟化點(diǎn)值不同的主要原因。