不同加热介质对沥青软化点的影响研究

　　沥青软化点是试样在测定条件下，因受热而下坠达25mm时的温度。软化点既是反映沥青材料温度稳定性的-项指标，又是沥青黏度的-种量度，我国乃至许多国家均把沥青软化点作为-项重要的性能指标。
 

　　2014年施行的沥青软化点测定标准GB/T4507-2014以及交通部标准JTGE20-2011中T0606-2011均规定，对于软化点在30~80℃范围内的沥青采用蒸馏水做加热介质，软化点在80~157℃范围内的沥青采用甘油做加热介质。冬天使用甘油做加热介质时，由于环境温度较低，甘油黏度增加，使其不易倾倒且搅拌阻力增加，并且当所测试样软化点在80℃附近时，需要进行测试结果的校正或者使用水做加热介质重新进行试验，不仅费时费力，影响科研或生产进度。美国材料试验协会标准ASTMD36-95中曾使用乙二醇做加热介质，乙二醇作为测定沥青软化点的加热介质，其测试范围为30~110℃，涵盖了常用沥青的软化点范围，而且目前国内也有一些企业在非出厂产品的软化点试验中采用乙二醇代替甘油作为加热介质。
 

　　但是，加热介质替代对软化点测试结果的影响以及影响程度，是一个值得探讨的问题。本文分别采用水与乙二醇、甘油与乙二醇两种体系进行对比，得出加热介质对沥青软化点测定值的影响及其变化规律。
 

　　试验部分
 

　　试验原料
 

　　试验选用4种不同型号的沥青，分别为70#道路沥青、密封胶沥青、SBS改性沥青和高黏度改性沥青。
 

　　试验仪器
 

　　试验采用德国Petrotest公司的RKA5全自动沥青软化点测定仪。
 

　　试验方法
 

　　本试验为了探究加热介质对软化点测试结果的影响，仅改变软化点测试过程中的加热介质，其他条件均严格按照交通部标准T0606-2011的要求执行。
 

　　实验结果与讨论
 

　　水与乙二醇作为加热介质的软化点对比
 

　　试验选取软化点小于80℃的70#道路沥青以及SBS改性沥青，分别采用水和乙二醇做加热介质进打软化点测试，研究不同加热介质对软化点测定值的影响。
 

　　对于这两种沥青，分别采用水与乙二醇做加热介质所得到的软化点测试结果差值均在1℃左右。差值均为正值，这说明对于同-种沥青，用乙二醇做加热介质比用水做加热介质测得的软化点偏高，高出的部分虽然未超出GB/4507-2014及T0606-2011的重复性要求，但是应充分认识到这个差值不是随机误差，应归为系统误差。
 

　　乙二醇与甘油作为加热介质的软化点对比
 

　　试验选取软化点在80~157℃之间的密封胶沥青和高黏度改性沥青，分别采用乙二醇和甘油做加热介质进行软化点测试，研究不同加热介质对软化点测定值的影响。
 

　　对于密封胶沥青，分别采用乙二醇与甘油做加热介质所得到的沥青软化点测试结果差值在3.3℃左右；而对于高黏度改性沥青，两种加热介质所得软化点测试结果差值在4.5℃左右，均超出了GB/T4507-2014及T0606-2011的重复性要求。而且通过对不同种沥青分别采用乙二醇或甘油做加热介质所得软化点值的差值进行作图分析，可以看出，不同种沥青采用两种加热介质测得的软化点差值相差较大，由此可得出采用乙二醇或甘油做加热介质测得的软化点的差值是随着沥青种类的不同而不同的，即加热介质的改变对不同种沥青软化点的影响程度不同。
 

　　试验结果分析
 

　　鉴于加热介质的替代所产生的测试值的差异，分析其中原因，认为主要有以下两点：
 

　　a)由于水与乙二醇、乙二醇与甘油的导热系数不同，导致在测试过程中的升温速率不同，即使升温速率达到了“3min后，升温速度应达到5℃/min±0.5℃/min”的要求，但是不同介质的升温速率仍不尽相同，即不同的升温速率影响了终的软化点的测定值。
 

　　b)不同加热介质的密度不同，在测试过程中对试样下降所产生的阻力不同，介质密度大，则测出的结果就偏高；反之，所测结果偏低。加热介质的改变对不同种沥青软化点的影响程度不同，分析原因如下：
 

　　a)基质沥青不同。由于生产沥青的原油及生产工艺不-致，使基质沥青的油分、树脂、沥青质等物质含量不-致，改性后的沥青在改性剂与沥青相溶性方面会出现差异，所有这些差异可能会导致不同沥青对温度的敏感性不同。
 

　　b)不同种沥青所使用的改性剂的种类与数里有较大差别，而改性浙冃的软化点与改性剂的性质、改性剂在沥青中的结构、改性剂与沥青的相互作用有关。
 

　　c)本试验中软化点在80℃以下的沥青，没有体现出加热介质的改变对不同种沥青软化点的影响不同的情况，分析其中原因可能是这些沥青的软化点较低，在出现该情况之前就已经达到了软化点。
 

　　结论
 

　　a)对于软化点在80℃以下的沥青，分别采用水与乙二醇做加热介质测得的软化点差值较小，在1℃左右；对于同-沥青试样，采用乙二醇测得的软化点值比用水测得的软化点值高。
 

　　b)对于软化点在80℃以上的沥青，分别采用乙二醇与甘油做加热介质测得的软化点差值较大，在3~5℃之间，均超出了GB/T4507-2014及JTGE20-2011中T0606-2011的重复性要求。建议使用乙二醇替代甘油做加热介质时对测得的结果做校正，且同时报告所采用加热介质的种类。
 

　　c)对于软化点在80T以上的沥青，加热介质的替代对沥青软化点测定值的影响随着沥青种类的不同而不同。
 

　　d)加热介质导热系数及密度的差异，是造成不同加热介质下测得的软化点值不同的主要原因。