一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法

摘要

本发明属于绿色环保技术领域，涉及一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测技术，具体涉及一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法。针对现有技术中缺少科学的橡胶沥青粘度的现场快速检测方法的问题，本发明的技术方案是：包括如下步骤：测试待检测橡胶沥青温度t0；根据待检测橡胶沥青温度t0选择合适的转子；通过检测装置测试待检测橡胶沥青在温度下的粘度η0；通过t0和η0得到指数模型的常数，进一步得到标准温度下的手持式粘度；根据合格范围判断待检测橡胶沥青是否合格。本发明解决橡胶沥青胶结料粘度的工地现场快速检测问题，为工地现场橡胶沥青粘度合格与否提供检测方法和判别准则。

权利要求

1.一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：取待检测橡胶沥青，测试待检测橡胶沥青温度t0；

步骤2：设置检测装置，根据待检测橡胶沥青温度t0选择合适的转子；

步骤3：通过检测装置测试待检测橡胶沥青在t0温度下的粘度η0；

步骤4：建立指数模型，所述指数模型包括：

指数模型一：log(η)＝5.3914ebT和指数模型二：log(η)＝ae-0.0071T，其中，T为温度,℃；η为粘度,dPa.s；a,b为常数，将t0和η0代入指数模型中得到常数b和a，将标准温度分别代入指数模型一和指数模型二，得到两个粘度值η1和η2，对η1和η2求平均值得到标准温度下的手持式粘度；

步骤5：根据橡胶沥青的布氏粘度与标准温度下的手持式粘度的对应关系，建立标准温度下的手持式粘度的合格范围，根据所述合格范围判断待检测橡胶沥青是否合格。

2.按照权利要求1所述的一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法，其特征在于：所述转子具有R1和R2两个型号，R1型号转子为高53mm、外径24mm、壁厚0.5mm的圆柱形桶，R2型号转子为厚1mm、直径15mm的圆盘；所述橡胶沥青的温度在135℃及以上时，优先选用R1型号转子；所述橡胶沥青的温度在135℃以下或采用R1超范围时，选用R2型号转子。

3.按照权利要求1所述的一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法，其特征在于：所述检测装置为手持式粘度计。

4.按照权利要求1所述的一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法，其特征在于：所述标准温度为180℃，所述手持式粘度的合格范围为24dPa.s-54dPa.s。

说明书

一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法

技术领域

[0001] 本发明属于绿色环保技术领域，涉及一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测技术，具体涉及一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法。

背景技术

[0002] 随着汽车保有量的增多，废旧轮胎数量逐年增多，亟待资源化利用，将废旧轮胎加工成橡胶粉应用到沥青改性中成为废旧轮胎资源化利用的重要方式。在生产实践中，橡胶粉加到沥青中后，橡胶粉不断地降解，且橡胶粉在沥青中易发生浮起或下沉，导致橡胶沥青具有较差的性能稳定性和存储稳定性，制约着橡胶沥青的推广应用。橡胶沥青的不稳定性贯穿到橡胶沥青的加工生产、运输存储等的各个环节。在橡胶沥青的指标体系中，粘度指标是反应橡胶粉在沥青中反应进程的最为有效的手段。

[0003] 当前，橡胶沥青粘度的最有效的测试手段是采用布氏粘度仪法，该方法是先对工程中应用的橡胶沥青提前取样，通过室内台式布氏粘度计测试橡胶沥青在一定温度下的粘度，判定橡胶沥青粘度合格与否。然而，由于橡胶粉降解或橡胶沥青离析，存储运输到现场的橡胶沥青性能往往与实验室检测结果不一致。由于此原因，需要橡胶沥青粘度的现场快速测试方法，但目前还没有较为科学的橡胶沥青粘度的现场快速检测方法。

发明内容

[0004] 针对现有技术中缺少科学的橡胶沥青粘度的现场快速检测方法的问题，本发明提供一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法，其目的在于：通过采用布氏粘度计和手持式粘度计的比对，以及对手持式粘度计测得的粘温曲线的分析，建立了基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度快速检测方法。

[0005] 本发明采用的技术方案如下：

[0006] 一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法，包括如下步骤：

[0007] 步骤1：取待检测橡胶沥青，测试待检测橡胶沥青温度t0；

[0008] 步骤2：设置检测装置，根据待检测橡胶沥青温度t0选择合适的转子；

[0009] 步骤3：通过检测装置测试待检测橡胶沥青在t0温度下的粘度η0；

[0010] 步骤4：建立指数模型，通过t0和η0得到指数模型的常数，进一步得到标准温度下的手持式粘度；

[0011] 步骤5：根据橡胶沥青的布氏粘度与标准温度下的手持式粘度的对应关系，建立标准温度下的手持式粘度的合格范围，根据所述合格范围判断待检测橡胶沥青是否合格。

[0012] 现有的布氏粘度检测手段无法实现橡胶沥青粘度的现场检测，针对现场检测对检测步骤进行了改进，避免了检测过程中改变橡胶沥青温度的操作，从而有效地简化了检测设备的复杂程度。进而能够采用简化的设备(例如手持式粘度计)进行检测。

[0013] 优选的，所述转子具有R1和R2两个型号，R1型号转子为高53mm、外径24mm、壁厚0.5mm的圆柱形桶，R2型号转子为厚1mm、直径15mm的圆盘；所述橡胶沥青的温度在135℃及以上时，优先选用R1型号转子；所述橡胶沥青的温度在135℃以下或采用R1超范围时，选用R2型号转子。

[0014] 优选的，所述检测装置为手持式粘度计。采用手持式粘度计实现了橡胶沥青粘度的现场快速检测，手持式粘度计便携、操作简单。

[0015] 优选的，所述指数模型为：

[0016] log(η)＝5.3914ebT和log(η)＝ae-0.0071T，

[0017] 其中，T为温度，℃；η为粘度，dPa.s；a,b为常数。

[0018] 通过上述两个指数模型得到η1和η2，通过求平均值得到手持式粘度η。

[0019] 通过大量的数据分析，将指数模型简化为单参数的指数模型，只需现场检测取样橡胶沥青的一个温度和对应温度下的手持式粘度，即可转化为标准温度下的手持式粘度，简单快速。

[0020] 优选的，所述标准温度为180℃，所述手持式粘度的合格范围为24dPa.s-54dPa.s。本优选方案给出了180℃下手持式粘度的合格范围，给手持式粘度的现场快速检测提供了判别准则。

[0021] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

[0022] (1)现有的布氏粘度检测手段无法实现橡胶沥青粘度的现场检测，采用手持式粘度计实现了橡胶沥青粘度的现场快速检测，手持式粘度计便携、操作简单。

[0023] (2)通过大量的数据分析，将指数模型简化为单参数的指数模型，只需现场检测取样橡胶沥青的一个温度和对应温度下的手持式粘度，即可转化为标准温度下的手持式粘度，简单快速。

[0024] (3)本发明给出了180℃下手持式粘度的合格范围，给手持式粘度的现场快速检测提供了判别准则。

[0025] (4)本方法为橡胶沥青在存储运输过程中粘度衰减控制提供了检测方法，提升了橡胶沥青路面的铺筑质量。

附图说明

[0026] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

[0027] 图1是本发明实施例的流程图；

[0028] 图2是本发明中布氏粘度与180℃下的手持式粘度的对应关系；

[0029] 图3是本发明中布氏粘度与135℃下的手持式粘度的对应关系；

[0030] 图4是本发明中通过指数模型log(η)＝aebT(式中：η—手持式粘度，dPa.s；T—温度，℃；a,b—系数。)对10种橡胶沥青手持式粘度的粘温曲线进行拟合曲线；

[0031] 图5是本发明中简化指数模型，求得以上10种沥青拟合结果a值得均值为5.3914，固定a值，log(η)＝5.3914ebT模型拟合曲线；

[0032] 图6是本发明中简化指数模型，求得以上10种沥青拟合结果b值得均值为-0.0071，固定a值，log(η)＝ae-0.0071T模型拟合曲线。

具体实施方式

[0033] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

[0034] 下面结合图1至图6对本发明作详细说明。

[0035] 一种基于手持式粘度计的橡胶沥青粘度现场快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

[0036] 步骤1：取待检测橡胶沥青，测试待检测橡胶沥青温度t0；

[0037] 步骤2：设置检测装置，根据待检测橡胶沥青温度t0选择合适的转子；

[0038] 步骤3：通过检测装置测试待检测橡胶沥青在t0温度下的粘度η0；

[0039] 步骤4：建立指数模型，通过t0和η0得到指数模型的常数，进一步得到标准温度下的手持式粘度；

[0040] 步骤5：根据橡胶沥青的布氏粘度与标准温度下的手持式粘度的对应关系，建立标准温度下的手持式粘度的合格范围，根据所述合格范围判断待检测橡胶沥青是否合格。

[0041] 作为一种优选的方案，布氏粘度与标准温度下的手持式粘度的对应关系可通过对不同粘度的样品测试和对照的方法确定，图2和图3分别为标准温度分别为135℃和180℃时手持式粘度和布氏粘度的对应关系。

[0042] 作为一种优选的方案，指数模型的建立方法如下：

[0043] 通过指数模型log(η)＝aebT(式中：η—手持式粘度，dPa.s；T—温度，℃；a,b—系数。)对10种橡胶沥青手持式粘度的粘温曲线进行拟合曲线，拟合曲线如图4所示，拟合结果如下表：

[0044] 表1指数模型拟合结果

[0045] 沥青编号 a b R21 4.672 -0.008 0.999
2 5.622 -0.008 0.999
3 4.713 -0.006 0.999
4 4.796 -0.005 0.999
5 4.937 -0.005 0.999
6 5.887 -0.007 0.999
7 5.369 -0.006 0.999
8 5.512 -0.006 0.999
9 6.922 -0.011 0.999
10 5.484 -0.009 0.999

[0046] 简化指数模型，求得以上10种沥青拟合结果a值得均值为5.3914，固定a值，log(η)＝5.3914ebT模型拟合曲线，拟合曲线如图5所示，拟合结果如下表：

[0047] 表2固定a值指数模型拟合结果

[0048] 沥青编号 b R21 -0.0089 0.999
2 -0.0073 0.999
3 -0.0067 0.999
4 -0.0062 0.999
5 -0.0059 0.999
6 -0.0068 0.999
7 -0.0063 0.999
8 -0.0058 0.999
9 -0.0090 0.999
10 -0.0091 0.999

[0049] 简化指数模型，求得以上10种沥青拟合结果b值得均值为-0.0071，固定a值，log(η)＝ae-0.0071T模型拟合曲线，拟合曲线如图6所示，拟合结果如下表：

[0050] 表3固定b值指数模型拟合结果

[0051]

[0052]

[0053] 最终确定指数模型为：

[0054] log(η)＝5.3914ebT或log(η)＝ae-0.0071T。通过上述两个指数模型得到η1和η2，通过求平均值得到手持式粘度η。

[0055] 本实施例所用检测装置为手持式粘度计。手持式粘度计为现有技术，组成包括：主机一台、转子、测量杯和标准支架。作为一种优选的方案，设备配有可满足测试要求的R1和R2两个型号的转子，R1型号转子为高53mm、直径(外径)24mm、壁厚0.5mm的圆柱形桶，R2型号转子为厚1mm、直径15mm的圆盘。测试时首先测试橡胶沥青温度t0，橡胶沥青的温度一般在135℃及以上，此时采用型号为R1的转子测试橡胶沥青粘度，R1转子粘度测试范围为3dPa.s-150dPa.s，如果显示器上显示“XX！dPa.s”说明橡胶沥青的粘度超过转子的测试范围，此时关机，更换转子R2，R2转子粘度测试范围为100dPa.s-4000dPa.s，R2转子即可满足橡胶沥青的粘度测试要求。如果橡胶沥青的温度在135℃以下，可直接选择R2转子进行测试。

[0056] 作为一种优选的方案，测试步骤为：

[0057] (1)取工地现场橡胶沥青储存罐中的橡胶沥青，装满测量杯；

[0058] (2)用量程为100℃-200℃，精度为0.1℃的温度计测试橡胶沥青的温度t0；

[0059] (3)根据温度预估橡胶沥青粘度的范围，选择合适的转子，各转子测定范围如下：R1(3-150dPa.s)；R2(100-4000dPa.s)；

[0060] (4)用支架或手持的方式使仪器保持垂直状态，长按手持式粘度计主开关按钮3s以上，打开仪器，屏幕显示“Zero adjust？”，按下按钮，仪器自动调零；

[0061] (5)进入测量菜单，显示屏会循环显示“Select sensor R1(R2)”选择与悬挂转子相同的型号，按下主开关按钮，开始测量,获取橡胶沥青的手持式粘度η0；

[0062] (6)将温度t0,手持式粘度η0代入log(η)＝5.3914ebT(指数模型一)和log(η)＝ae-0.0071T(指数模型二)(式中T为温度，℃；η为粘度，dPa.s；a,b为常数)中，求得参数b或a；

[0063] (7)将温度T＝180代入指数模型一和指数模型二，获得180℃下的手持式粘度η1和η2，通过求平均值得到手持式粘度η；

[0064] (8)如果手持式粘度η在“24dPa.s-54dPa.s”,橡胶沥青的布氏粘度在“1.5Pa.s-4Pa.s”为合格，否则粘度不合格。

[0065] 实施例1

[0066] 成都市某市政工程采用橡胶沥青ARAC-13铺筑橡胶沥青路面，橡胶粉掺量为20份，沥青用量约为79.9份，稳定剂用量为0.1份，出厂橡胶沥青时，橡胶沥青的180℃布氏粘度粘度为2.134Pa.s，连续阴雨天气，橡胶沥青在150℃下存储。

[0067] 在存储3天后，为了在使用前检测橡胶沥青粘度衰减状况，进行了如下测试：

[0068] (1)从沥青罐中取橡胶沥青，装满测量杯；

[0069] (2)用量程为100℃-200℃，精度为0.1℃的温度计测试橡胶沥青的温度为153.7℃；

[0070] (3)选择转子R1(3dPa.s-150dPa.s)；

[0071] (4)用手持的方式使仪器保持垂直状态，长按主开关按钮3s以上，打开仪器，屏幕显示“Zero adjust？”，按下按钮，仪器自动调零；

[0072] (5)进入测量菜单后，根据菜单提示，选择与悬挂转子相同的转子型号，按下主开关按钮，开始测量,获取橡胶沥青的手持式粘度为27dPa.s；

[0073] (6)将温度153.7℃,手持式粘度27dPa.s代入log(η)＝5.3914ebT(指数模型一)和log(η)＝ae-0.0071T(指数模型二)，求得参数b＝-0.0086为或a＝4.2627；

[0074] (7)将温度T＝180代入指数模型一或指数模型二，获得180℃下的手持式粘度分别为：14.0dPa.s和15.40dPa.s；

[0075] (8)将上述两个粘度求均值，获得橡胶沥青180℃下的手持式粘度分别为：14.7dPa.s；

[0076] (9)手持式粘度不在“24dPa.s-54dPa.s”,橡胶沥青发生了严重的降解，粘度不合格。

[0077] (10)将橡胶沥青进行了180℃布氏粘度测试，其180℃布氏粘度为0.742Pa.s，按照橡胶沥青180℃下手持式粘度与布氏粘度的线性关系，14.7dPa.s对应的布氏粘度为0.767Pa.s，其误差在3.3％，能够满足定性分析橡胶沥青粘度是否合格的要求。

[0078] 以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。