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石油瀝青產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的分級

更新時間:2011-10-24      點(diǎn)擊次數(shù):5974

 摘要:介紹了石油瀝青產(chǎn)品的分類及用途,回顧了石油瀝青產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)從針入度分級、粘度分級、BTDC圖到性能分級的發(fā)展過程,并對各個分級體系的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析,同時列出了我國現(xiàn)行的石油瀝青產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)。

產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)品在供需矛盾一定條件下的統(tǒng)一,它反映了一個本行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展水平和對產(chǎn)品性能的認(rèn)識程度。產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的技術(shù)要求,既要基本滿足用戶對產(chǎn)品的使用要求,又要在生產(chǎn)上可行,經(jīng)濟(jì)上合理。

石油瀝青產(chǎn)品主要用于道路、建筑、水利、防潮、防腐、電器絕緣等工程建設(shè),是國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料。一般認(rèn)為,石油瀝青按其用途可以分為四大類,即道路瀝青類、建筑瀝青類、瀝青類和乳化瀝青類,改性瀝青作為性能優(yōu)良的粘結(jié)材料用于道路建設(shè)、建筑防水和其它用途。各類瀝青產(chǎn)品根據(jù)不同的技術(shù)指標(biāo)分為不同的牌號。

石油瀝青針入度分級

大約從1900年開始,對瀝青這一產(chǎn)品有了具體的技術(shù)要求,1888H.D.Bowen發(fā)明了Bowen針入度儀,經(jīng)多次改進(jìn),發(fā)展成為通用的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)儀器。1903年,ASTM制定了針入度的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法,經(jīng)多次改進(jìn)已經(jīng)成為大多數(shù)所采用的針入度測定法。

1918年,美國公路局制定了以瀝青針入度分級的瀝青標(biāo)準(zhǔn)。1931年,美國公路*組織也開始采用針入度分級這一分級體系。隨后,各國相繼制定了一直延續(xù)至今的按 25℃針入度分級的瀝青標(biāo)準(zhǔn)。瀝青的針入度反映了瀝青的粘稠程度,按25℃的針入度分級(P有以下優(yōu)點(diǎn):

 25℃的溫度基本反映了瀝青路面常用的溫度,因此用25℃的針入度反映了瀝青的粘度比用60℃粘度更能反映瀝青的使用性能;

 瀝青針入度測試方法簡單,儀器造價(jià)低,操作方便,方法比較完善;

 通過測定不同溫度下的針入度,可以確定瀝青的感溫性。

但按針入度分級存在以下缺點(diǎn):

 針入度試驗(yàn)是經(jīng)驗(yàn)性試驗(yàn),不能像粘度那樣能夠直接體現(xiàn)瀝青本身的稠度;

 試驗(yàn)過程中剪切速率很高,在非牛頓流體狀態(tài)下,瀝青的粘度與剪切速率有關(guān),瀝青的針入度不同,在測定過程中剪切速率也不同;

 25℃具有同樣性能的瀝青,在高溫或低溫下可能存在較大的差別,沒有反映瀝青在不同使用溫度區(qū)間內(nèi)的性能。通過這些規(guī)格指標(biāo),難以確定與石料拌和時的溫度和路面壓實(shí)溫度。

石油瀝青粘度分級

新鮮瀝青60℃粘度分級

由于按針入度分級存在許多缺點(diǎn),二十世紀(jì)六十年代又出現(xiàn)了以60℃粘度分級的體系。以粘度分級代替針入度分級的原因有兩個,一是以理性的、科學(xué)的粘度試驗(yàn)代替經(jīng)驗(yàn)性的針入度試驗(yàn);二是60℃的試驗(yàn)溫度接近于炎熱夏季路面的zui高溫度,不同的粘度分級適應(yīng)于不同的氣候條件和施工需要。

粘度分級(AC的優(yōu)點(diǎn)如下:

 粘度是物質(zhì)固有的性質(zhì),而不是經(jīng)驗(yàn)數(shù)值;

 60℃接近于瀝青路面的zui高使用溫度,能夠更好的反映瀝青的高溫性能;

 用不同溫度下的粘度可以表征瀝青的感溫性;

 試驗(yàn)方法度較高,規(guī)格指標(biāo)重疊少。

粘度分級存在以下缺點(diǎn):

 60粘度分級,忽視了低溫和常溫下瀝青的性能;

 試驗(yàn)儀器較復(fù)雜,試驗(yàn)時間較長,試驗(yàn)條件控制嚴(yán)格,不宜在現(xiàn)場使用;

 在同一個粘度級別中,薄膜烘箱后的粘度可能相差很大,這一分級體系沒有考慮拌和施工過程中瀝青的老化。

薄膜烘箱后瀝青的60℃粘度分級

因?yàn)樵诼访媸褂弥械臑r青是新鮮瀝青經(jīng)拌和老化后的瀝青,用新鮮瀝青分級而不考慮瀝青的老化顯然是不完善的,因此,又出現(xiàn)了以薄膜烘箱后瀝青的粘度分級體系(AR。

AR分級的先進(jìn)性在于它能夠代表瀝青熱拌和后的性質(zhì),反映了實(shí)際鋪到路面上的瀝青的質(zhì)量,它的缺點(diǎn)是需要較多的試驗(yàn)設(shè)備,試驗(yàn)時間較長,另外這一標(biāo)準(zhǔn)體系對新鮮瀝青沒有技術(shù)要求,無法檢測瀝青的老化程度,用薄膜烘箱后的瀝青粘度分級,產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)同樣沒有考慮瀝青在常溫和低溫下的使用性能。

BTDC

 

 

  

六十年代后期,Heukelom針入度軟化點(diǎn)、脆點(diǎn)和粘度作為溫度的函數(shù)描繪在同一張坐標(biāo)圖上,這就是人們目前所熟悉的瀝青試驗(yàn)數(shù)據(jù)圖,即BTDC圖。此圖以溫度為橫坐標(biāo),以針入度和粘度為縱坐標(biāo)。BTDC圖可以反映不同類型瀝青的粘度一溫度特性,因此又出現(xiàn)了依據(jù)BTDC圖的分級體系。BTDC可以區(qū)別三種不同類別的瀝青:S級瀝青,瀝青的試驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪在BTDC圖上成一條直線,它代表了蠟含量較低的一類瀝青。由同一種原油生產(chǎn)的具有不同針入度級別的瀝青在BTDC上表現(xiàn)為一組直線,直線越靠近坐標(biāo)下方說明瀝青的針入度越大,它們的斜率相同說明它們具有相同的感溫性。由不同原油生產(chǎn)的瀝青一般具有不同的斜率,說明它們具有不同的感溫性。B級瀝青.即氧化瀝青,在BTDC圖上出現(xiàn)兩條相交的直線,在高溫范圍內(nèi)與同一來源的非氧化瀝青斜率基本相同,在低溫區(qū)直線的斜率較小。W級瀝青,一般是含蠟較高的瀝青,在高溫區(qū)和低溫區(qū)出現(xiàn)兩條斜率基本相同但不能相交的直線。

項(xiàng)目名稱

國標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

標(biāo)準(zhǔn)

建筑石油瀝青

GB 4941998

ASTM D 312

重交通道路石油瀝青

GB/T 151802000

JIS K 2207

電纜瀝青

SH 00l1990

 

防水防潮瀝青

SH 0021990

 

管道防腐瀝青

SH 0981991

 

絕緣膠

SH 04191992

 

橡膠瀝青

SH 04201992

 

電池封口劑

SH 04211992

 

道路石油瀝青

SH 05221992

 

油漆石油瀝青

SH 05231992

 

絕緣石油瀝青

SH/T 04181994

 

石油瀝青軟化點(diǎn)測定

GB/T 45071999

ASTM D 36

石油瀝青延度測定

GB /T 45081999

ASTM D 113

石油瀝青針入度測定

GB T 4509l 998

ASTM D 5

石油瀝青脆點(diǎn)測定

GB/T 45101984

IP 80/53

石油瀝青薄膜烘箱試驗(yàn)方法

GB/T 53042001

ASTM D 1754

石油瀝青比重和密度測定法

GB/T 89281988

ASTM D 70

石油瀝青取樣法

GB/T 111471989

ASTM D 140

石油瀝青溶解度測定法

GB/T 111481989

ASTM D 2042

石油瀝青蒸發(fā)損失測定法

GB/T 119641989

JIS K 2207

乳化瀝青恩氏粘度測定法

SH/T 0099.11991

JIS K 2208

乳化瀝青篩上剩余量測定法

SH/T 0099.21991

JIS K 2208

乳化瀝青顆粒電荷試驗(yàn)法

SH/T 0099.31991

ASTM D 244

乳化瀝青蒸發(fā)殘留物測定法

SH/T 0099.41991

JIS K 2208

乳化瀝青儲存穩(wěn)定度測定法

SH/T 0099.51991

JIS K 2208

乳化瀝青水泥拌和性測定法

SH/T 0099.61991

JIS K 2208

乳化瀝青附著度試驗(yàn)法

SH/T 0099.71991

JIS K 2208

乳化瀝青冷凍安定性試驗(yàn)法

SH/T 0099.81991

JIS K 2208

乳化瀝青粗粒度骨料拌和試驗(yàn)法

SH/T 0099.91991

JIS K 2208

石油瀝青灰分測定法

SH/T 04222000

ASTM D 2415

絕緣膠檢驗(yàn)法

SH/T 04231992

JIS K 2207

石油瀝青垂度測定法

SH/T 04241992

JIS K 2207

石油瀝青蠟含量測定法

SH/T 04251992

 

石油瀝青組分測定法

SH/T 05091992

JPI5S22

石油瀝青粘度測定法真空毛細(xì)管粘度計(jì)法

SH/T 05571993

ASTM D 2171

石油瀝青凍裂點(diǎn)測定

SH/T 06001994

 

石油瀝青運(yùn)動粘度測定法毛細(xì)管粘度計(jì)

SH/T 06541997

ASTM D 2170

石油瀝青的性能分級

BTDC圖比較綜合的反映了瀝青的高溫性能,但由于所使用的試驗(yàn)方法對反映瀝青本身性能上的局限性。不能反映瀝青在路面使用過程中在荷載作用下的力學(xué)特性,特別是改性瀝青的出現(xiàn)對瀝青的評價(jià)方法提出了新的挑戰(zhàn),因此,美國戰(zhàn)略公路研究計(jì)劃自1987年開始,經(jīng)的研究工作,開發(fā)了以性能分級的標(biāo)準(zhǔn)體系(PG。這一標(biāo)準(zhǔn)體系只保留了傳統(tǒng)的安全指標(biāo)閃點(diǎn)和施工指標(biāo)135℃粘度,其它全部采用了流變性能指標(biāo),更確切的反映了瀝青的粘彈特性和瀝青在路用環(huán)境下的受力情況。目前該標(biāo)準(zhǔn)已引起各國瀝青領(lǐng)域的重視,試驗(yàn)方法和產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范正在推廣完善中。

結(jié)論

綜上所述,瀝青的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)方法隨著人們對瀝青本身特性和使用環(huán)境認(rèn)識的深入在不斷的完善,目前,各國都根據(jù)自己的具體情況和工作的延續(xù)性制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和評價(jià)方法標(biāo)準(zhǔn),有的采用針入度分級,有的采用粘度分級,有的同時采用兩個分級體系,表1是中國現(xiàn)行石油瀝青產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)代號及參照標(biāo)準(zhǔn)的代號。

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