瀝青粘度的測(cè)定方法介紹篇

瀝青

   瀝青是由不同分子量的碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘傺苌锝M成的黑褐色復(fù)雜混合物，是高黏度有機(jī)液體的一種，呈液態(tài)，表面呈黑色，可溶于二硫化碳。瀝青主要分為石油瀝青、煤焦瀝青和天然瀝青三種，用于鋪筑路面、能源化工、涂料、塑料、橡膠、新材料研發(fā)等工業(yè)用途。瀝青粘度很大但是具有流動(dòng)性，澳大利亞昆州大學(xué)物理系教授帕奈爾進(jìn)行了一項(xiàng)瀝青滴落實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)非常簡(jiǎn)單，一個(gè)漏斗，一只燒杯，外加一個(gè)玻璃罩，再有就是一個(gè)計(jì)時(shí)器，然后在漏斗杯上放幾塊瀝青，然后就開始了實(shí)驗(yàn)！這個(gè)實(shí)驗(yàn)一共耗時(shí)了93年，嗯，你看錯(cuò)沒錯(cuò)！是93年??！瀝青每滴下一滴的時(shí)間大約為8-9年。這個(gè)實(shí)驗(yàn)向我們證明了，用來(lái)鋪筑路面的瀝青，雖然看起來(lái)堅(jiān)硬，其實(shí)是黏度非常高的液體。最新數(shù)據(jù)研究，瀝青比水粘稠200億倍。這一實(shí)驗(yàn)被吉尼斯世界紀(jì)錄認(rèn)定為世界上持續(xù)時(shí)間最久的實(shí)驗(yàn)。

粘度

   粘度的定義當(dāng)相鄰流層存在著速度差時(shí)，快速流層力圖加快速流層，而慢速流層則力圖減慢快速流層，這種相互作用隨層間速度的增加而加劇，流速所具有的這種特性就是粘性。

流層間的作用力稱為內(nèi)摩擦力或粘性力。液體粘度由于分子引力所致，當(dāng)液體流動(dòng)時(shí)，快層的分子力圖拉的慢層的分子前進(jìn)，而慢層的則盡量的將快層分子往后拽。流體分子間的這些相互作用使得運(yùn)動(dòng)得以逐層傳遞，并保持著層間的速度差，呈現(xiàn)流體的粘性。根據(jù)對(duì)粘度的表達(dá)意義、測(cè)量方法的不同，可以分為以下幾種。

粘度的分類

1動(dòng)力粘度

粘度是粘性的程度也稱為動(dòng)力粘度，是表征流體對(duì)形變的抵抗，隨形變速率的增加而增加的性質(zhì)。在流體中取兩面積各位1㎡、相距1m、相對(duì)移動(dòng)速度為1m/s時(shí)所產(chǎn)生的阻力稱為動(dòng)力黏度（Pa.s，流動(dòng)阻力的度量）。

2運(yùn)動(dòng)粘度

運(yùn)動(dòng)粘度：流體的動(dòng)力粘度η與同溫度下該流體的密度ρ的比值，稱為運(yùn)動(dòng)黏度。運(yùn)用重力型毛細(xì)管粘度計(jì)可以很方便地測(cè)得運(yùn)動(dòng)粘度。

在ASTMD445標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定用運(yùn)動(dòng)粘度來(lái)計(jì)算動(dòng)力粘度，即動(dòng)力粘度（Pa.s）=密度（Kg/m3）×運(yùn)動(dòng)黏度（m2/s）。

3條件粘度

條件粘度是使用特定的“粘度計(jì)”在特定條件下測(cè)得的流動(dòng)時(shí)間和采用的標(biāo)準(zhǔn)液的流動(dòng)時(shí)間之比值。道路工程中用的瀝青條件粘度有恩格拉粘度、賽波特粘度、瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度等

4、恩格拉粘度

從恩格拉粘度計(jì)中流出200ml試液所需的時(shí)間與20℃下流出同體積蒸餾水的時(shí)間之比值。

5、賽波特粘度

在試驗(yàn)溫度下從賽波特粘度計(jì)流出60ml試液所需的時(shí)間。

6、瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度

在特定的溫度條件下，從瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)中流出50ml瀝青所需要的時(shí)間。

一般來(lái)說(shuō)，動(dòng)力粘度與運(yùn)動(dòng)粘度與條件粘度之間沒有理論關(guān)系，他們與運(yùn)動(dòng)粘度之間的關(guān)系只是一種經(jīng)驗(yàn)關(guān)系。

粘度的測(cè)試方式

   根據(jù)粘度反應(yīng)的物理意義和測(cè)試的手段，液體粘度的測(cè)試方法有毛細(xì)管法、旋轉(zhuǎn)法、落體法、振動(dòng)法、滑板法、流出杯法等。根據(jù)測(cè)量的溫度范圍和目的不同，公路工程中常用的瀝青的粘度測(cè)定方法主要有以下幾種。采用真空減壓毛細(xì)管法測(cè)量瀝青的60℃動(dòng)力粘度；對(duì)135℃和更高溫度采用逆流毛細(xì)管粘度計(jì)、Brookfield粘度計(jì)；為了評(píng)價(jià)瀝青的低溫性能，一般采用落柱式和滑板式粘度計(jì)；為了反應(yīng)在特定條件下的瀝青的流動(dòng)性能，采用的粘度計(jì)有道路瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)、恩格拉粘度計(jì)、賽波特粘度計(jì)等。

01

毛毛細(xì)管法是建立在液體在毛細(xì)管中的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的層流的基礎(chǔ)上，按照其施加的外力可分為重力型毛細(xì)管和加壓型毛細(xì)管。重力型毛細(xì)管粘度計(jì)是一定體積的液體在重力的作用下流經(jīng)毛細(xì)管所需的時(shí)間。粘度計(jì)的基本要求是有足夠長(zhǎng)的毛細(xì)管和計(jì)時(shí)球，測(cè)量的結(jié)果是液體的運(yùn)動(dòng)粘度的方法。《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》列出了兩種毛細(xì)管測(cè)量方法在測(cè)量瀝青粘度時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)方法。ASTM標(biāo)準(zhǔn)中的粘度分級(jí)也是采用以上兩種方法來(lái)測(cè)量瀝青的粘度。在毛細(xì)管黏度測(cè)定時(shí)要注意保證試管不傾斜，以免引起液體有效高度的改變，不正確的裝液方法也將導(dǎo)致試驗(yàn)誤差的產(chǎn)生。

SYD-0620B-1 瀝青動(dòng)力粘度試驗(yàn)器（真空減壓毛細(xì)管法）

按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中 T 0620-2000《瀝青動(dòng)力黏度試驗(yàn)（真空減壓毛細(xì)管法）》，及中華人民共和國(guó)石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SH /T 0557《石油瀝青粘度測(cè)定法（真空毛細(xì)管法）》規(guī)定的要求設(shè)計(jì)制造的。

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產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 儀器內(nèi)置工控機(jī)作為系統(tǒng)的主控單元，通過(guò)觸摸屏響應(yīng)用戶的操作，整個(gè)儀器一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好。

2. 儀器的真空系統(tǒng)，是由高精度電子壓力傳感器傳遞的電信號(hào)來(lái)控制的，能使工作真空度保持在 40kPa±0.066kPa 的范圍內(nèi)，經(jīng)由數(shù)字直觀顯示，清晰，精度高。

3. 浴缸內(nèi)置液位保護(hù)系統(tǒng)，智能控制浴缸水位，防止加熱管干燒的意外發(fā)生。

4. 按照標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于小于 60s 的計(jì)時(shí)結(jié)果系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)舍去，且自動(dòng)進(jìn)入下一段測(cè)量，對(duì)于超過(guò) 60s 的計(jì)時(shí)結(jié)果，系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出粘度值。

5. 系統(tǒng)可以對(duì)所有的試驗(yàn)結(jié)果生成試驗(yàn)報(bào)告，試驗(yàn)報(bào)告是以獨(dú)立文件的形式存放在儀器里，方便進(jìn)一步的傳輸或打印。

6. 對(duì)生成的試驗(yàn)報(bào)告可根據(jù)用戶的選擇，自動(dòng)對(duì)2至4個(gè)平行試驗(yàn)的結(jié)果計(jì)算均值及誤差百分?jǐn)?shù)，產(chǎn)生平行樣試驗(yàn)報(bào)告。

 SYD-265E瀝青運(yùn)動(dòng)粘度試驗(yàn)器（毛細(xì)管法）

按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中 T0619-2011《瀝青運(yùn)動(dòng)黏度試驗(yàn)（毛細(xì)管法）》所規(guī)定的要求測(cè)定瀝青試樣在規(guī)定溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 采用雙層缸形式的恒溫浴。內(nèi)層耐高溫達(dá) 180℃的硬質(zhì)高溫玻璃缸，外層保溫套為有機(jī)玻璃材質(zhì)，內(nèi)外層之間為空氣保溫層，具備保溫性能好，控溫精準(zhǔn)，安全性高等特點(diǎn)。

2. 浴缸蓋上有兩個(gè)小孔，分別為安放溫度計(jì)和傳感器而專門設(shè)置，方便觀察溫度變化。另外有四個(gè)毛細(xì)管安裝孔，可同時(shí)進(jìn)行兩組平行試樣的檢測(cè)。配置坎芬式逆流毛細(xì)管粘度計(jì)一組共七支。

3. 高功率加熱裝置升溫快；在設(shè)定的觀測(cè)溫度點(diǎn)，能自動(dòng)調(diào)整加熱功率，保證浴溫穩(wěn)定。配備計(jì)時(shí)裝置按鈕，無(wú)需外購(gòu)秒表，方便實(shí)驗(yàn)操作。

4. 恒溫浴缸座及缸蓋選用高性能耐腐蝕材料，確保儀器的耐久性及穩(wěn)定性。

   
   

二、旋轉(zhuǎn)法

旋轉(zhuǎn)法測(cè)粘度的原理基于浸入流體中的物體旋轉(zhuǎn)，或這些物體靜止而使用周圍的流體旋轉(zhuǎn)時(shí)，這些物體將受到流體的粘度力矩的作用，粘性力矩的大小與流體的粘度成正比，通過(guò)測(cè)量粘性力矩及旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速求取粘度。

NDJ-1C/1D/1F布氏旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 

按照中華人民共和國(guó)交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JTG E20《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中的 T 0625《瀝青旋轉(zhuǎn)粘度試驗(yàn)（布洛克菲爾德粘度計(jì)法）》規(guī)定的要求設(shè)計(jì)制造的，適用于測(cè)量牛頓型液體的絕對(duì)粘度和非牛頓型液體的表觀粘度。

本儀器采用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)與制造工藝，運(yùn)用微電腦技術(shù)進(jìn)行溫度控制、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理；顯示器采用白背光、高亮度的 LCD 顯示屏；配有微型針式打印機(jī)輸出設(shè)備。測(cè)試結(jié)果可在顯示屏上實(shí)時(shí)顯示，也可通過(guò)打印機(jī)打印輸出。另外，通過(guò)本儀器的 RS232 數(shù)據(jù)通訊口，還可與個(gè)人計(jì)算機(jī)相連接。本儀器具有測(cè)量靈敏度高，測(cè)試結(jié)果可靠，使用操作方便，造型美觀大方等特點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于對(duì)瀝青、熱熔膠、石蠟、高聚物等各種流體粘度的測(cè)量。

03

其它

33道路工程中使用的有道路標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)、恩格拉粘度計(jì)、賽波特粘度計(jì)。道路標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)是測(cè)定在規(guī)定溫度下，50ml瀝青從規(guī)定的孔徑中流出所需的時(shí)間。賽波特粘度計(jì)和恩格拉粘度計(jì)的工作原理與道路標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)的工作原理相似，只是流出液的體積和消除外地壓強(qiáng)差異方面有所不同。以上三種方法測(cè)量的粘度都只是條件粘度，它與動(dòng)力粘度和運(yùn)動(dòng)粘度之間沒有理論關(guān)系，一般與運(yùn)動(dòng)粘度有經(jīng)驗(yàn)換算關(guān)系。

SYD-0621-1 瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度試驗(yàn)器

按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中 T0621《瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度試驗(yàn)（道路瀝青標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)法）》所規(guī)定的要求設(shè)計(jì)制造的，適用于按 T0621 標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的方法測(cè)定液體石油瀝青、煤瀝青、乳化瀝青等流動(dòng)狀態(tài)時(shí)的粘度。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 采用半導(dǎo)體制冷技術(shù)，滿足規(guī)程要求的試驗(yàn)溫度環(huán)境。

2. 高精控溫儀，控溫精度可達(dá) 0.1℃。

3. 結(jié)構(gòu)緊湊，造型美觀，采用雙微電腦控制，操作方便，測(cè)定精度高。

WNE—1B-1 恩格拉粘度計(jì)

按照中華人民共和國(guó)標(biāo)準(zhǔn) GB/T 266《石油產(chǎn)品恩氏粘度測(cè)定法》、中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JTG E20《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中的 T0622《瀝青恩格拉黏度試驗(yàn)（恩格拉黏度計(jì)法）》規(guī)定的要求設(shè)計(jì)制造的，適用于測(cè)定液體在一定溫度、容積的條件下，從恩氏粘度計(jì)流出的時(shí)間（秒）與蒸餾水在 20℃時(shí)流出的時(shí)間（秒）之比，即為液體的恩氏粘度，單位為恩格拉度。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 本儀器為臺(tái)式、一體、雙內(nèi)鍋結(jié)構(gòu)，內(nèi)、外鍋全部采用不銹材料。

2. 可在同一溫度環(huán)境中同時(shí)測(cè)試 2 個(gè)試樣，并生成時(shí)間平均值，是測(cè)定石油產(chǎn)品和瀝青產(chǎn)品恩格拉度粘度值的理想儀器。

3. 采用了半導(dǎo)體制冷，符合標(biāo)準(zhǔn) 25℃試驗(yàn)要求。

4. 高精控溫儀，控溫精度可達(dá) 0.1℃。

   
   

SYD—0623型賽波特重質(zhì)油粘度試驗(yàn)器

按照中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTG E20-2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》中的T0623-1993《瀝青賽波特黏度試驗(yàn)（賽波特重質(zhì)油黏度計(jì)法）》所規(guī)定的要求設(shè)計(jì)制造的，適用于按照T0623-1993標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的要求測(cè)定瀝青在某一恒定溫度條件下的賽波特粘度。

本儀器主要由浴槽﹑浴溫控制儀﹑測(cè)定參數(shù)顯示運(yùn)算器（標(biāo)定系數(shù)﹑時(shí)間、粘度等）等部分組成。

采用微電腦控制技術(shù)，設(shè)有雙路同時(shí)檢測(cè)的功能，可同時(shí)對(duì)兩個(gè)樣品進(jìn)行平行測(cè)試，測(cè)定參數(shù)數(shù)字化顯示，并可自動(dòng)計(jì)算出其算術(shù)平均值。本儀器還可將所測(cè)得的賽波特粘度，即時(shí)自動(dòng)換算成恩格拉粘度或運(yùn)動(dòng)粘度，做一次試驗(yàn)即可獲得三種粘度數(shù)據(jù)，工作效率高，檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠。