摘要
根據(jù)ASTM D70-09中的測試方法,瀝青密度的測量通常需要使用玻璃比重瓶,,其分析條件非常繁瑣,。本文依據(jù)這種方法,,采用溫控型氣體置換法真密度儀AccuPyc II TEC和3.3 cc一次性鋁樣品杯對四種瀝青材料進(jìn)行密度測試,并將測試結(jié)果與第三方實(shí)驗(yàn)室在同一批樣品上采用ASTM中玻璃比重瓶法的結(jié)果進(jìn)行比較,。結(jié)果表明,,兩種測試方法的密度結(jié)果僅相差0.003%至0.026%。
背景介紹
瀝青密度通常用于計(jì)算鋪路所需的瀝青量,。瀝青混合物的均一性和質(zhì)量決定了所鋪設(shè)道路的路面平整度和厚度均勻性,。
目前,瀝青密度是根據(jù)ASTM D70-09中的方法使用玻璃比重瓶來測定,。所用的比重瓶需要達(dá)到非常高的潔凈度,,且沒有任何缺陷或瑕疵。測試還需要用到分析天平和水浴,,首先使用比重瓶測得水的密度,。然后加熱瀝青樣品,直到其足夠粘稠可以流動倒出,。將瀝青倒入比重瓶中約四分之三的體積并稱重,,之后加滿水再次稱重。由此根據(jù)ASTM的方法可算出25 ℃時(shí)瀝青的密度,。需要注意的是,,如果在測試過程中比重瓶有發(fā)生損壞,如破裂,,則需要更換新的比重瓶并重新進(jìn)行整個(gè)測試過程,。
本文采用一種更為清潔、簡單的方法,,使用溫控型氣體置換法密度儀AccuPyc II TEC和一次性鋁樣品杯,,對四種瀝青樣品(樣品A、樣品B,、樣品C,、樣品D)進(jìn)行了密度測試。作為對比例,,第三方機(jī)構(gòu)采用ASTM中的比重瓶法來進(jìn)行相同瀝青樣品的密度測試,。
密度測試
材料
• 氣體置換法真密度儀AccuPyc II TEC,,3.3 cc一次性鋁樣品杯,高純氮?dú)?/span>
• 分析天平
• 烘箱
• 一次性塑料吸管
實(shí)驗(yàn)過程
對于每個(gè)樣品,,都準(zhǔn)備了12個(gè)做好標(biāo)記的3.3 cc一次性鋁杯,。前11個(gè)樣品杯從1到11依次標(biāo)記,第12個(gè)樣品杯標(biāo)記為“Cal Cup”,。“Cal Cup”是用作校準(zhǔn)的樣品杯,,需要用其質(zhì)量和體積來校準(zhǔn)在相同分析條件下另外11個(gè)樣品杯的體積。
當(dāng)12個(gè)樣品杯都標(biāo)記完成后,,在調(diào)理步驟中,,將它們放置于不低于163 ℃的預(yù)熱好的烘箱中,時(shí)間至少30分鐘,。然后將所有樣品杯從烘箱中取出,,讓其冷卻至室溫并稱重。稱重完成后再將1到11號樣品杯放回烘箱中備用,,等待準(zhǔn)備好的瀝青樣品的取樣,。“cal cup”則用于AccuPyc的校準(zhǔn)操作。
將裝有瀝青樣品的容器放入不低于163 ℃的烘箱中約一小時(shí),,或者直到瀝青變得足夠軟,,可以用一次性塑料吸管吸取。瀝青樣品準(zhǔn)備好后,,用一次性塑料吸管將其等分試樣加入到1至11號鋁杯中,。每個(gè)樣品杯約裝入二分之一到四分之三體積的瀝青樣品,操作時(shí)需要注意不要讓瀝青沾到鋁杯側(cè)面,。然后,,將裝好瀝青等分試樣的樣品杯重新放回烘箱中約一小時(shí),以除去其中可能形成的氣穴,。之后將這些樣品杯從烘箱中取出,,冷卻至室溫并稱重。
AccuPyc測試的設(shè)置條件如下:
• 氣體:氮?dú)?/span>
• 吹掃次數(shù):2
• 吹掃填充壓力:19.500 psig
• 分析次數(shù):99
• 分析填充壓力:19.500 psig
• 平衡速率:0.0050 psig/min
• Peltier溫度設(shè)置:25.0 °C
接著,,將“Cal Cup”放置到AccuPyc中,,以體積為1.7671 cc的2.5 cm的精密鋼球作為校準(zhǔn)物,采用標(biāo)準(zhǔn)程序?qū)x器進(jìn)行體積校準(zhǔn),。校準(zhǔn)完成后,,使用與測試瀝青樣品相同的參數(shù)創(chuàng)建一個(gè)“check standard”文件,然后將校準(zhǔn)鋼球作為樣品進(jìn)行分析,,來驗(yàn)證校準(zhǔn)體積,。接下來對每份瀝青樣品進(jìn)行密度分析,并在文件名中標(biāo)記好對應(yīng)的樣品編號和樣品杯序號,。
所有數(shù)據(jù)收集完成后,,通過空樣品杯和“Cal Cup”之間的質(zhì)量差除以2.7 g/cc(鋁的密度)來校準(zhǔn)每個(gè)樣品杯的體積。然后再由樣品質(zhì)量除以校準(zhǔn)后的樣品杯體積即可算出瀝青密度,。
結(jié)論
準(zhǔn)確測量瀝青的密度對于道路鋪設(shè)的質(zhì)量至關(guān)重要,。對于上述4種瀝青樣品,采用AccuPyc II TEC密度儀測試的11個(gè)樣品的平均密度結(jié)果與第三方實(shí)驗(yàn)室在同一批瀝青樣品上根據(jù)ASTM D70-09中所述的玻璃比重瓶法測得的密度值一致,。由此看出,,使用溫控型氣體置換法密度儀AccuPyc II TEC和3.3cc一次性鋁杯可以獲得瀝青密度結(jié)果。
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