试样容器材质对乳化沥青蒸发残留物性能的影响研究

蓝涛

广州广大工程检测咨询有限公司 广东 广州 510006

摘要：为研究试样加热容器材质对乳化沥青蒸发残留物性能的影响，分别选用金属容器、陶瓷坩埚、玻璃容器作为加热容器制备蒸发残留物并进行残留物的性能试验，结果表明： 加热容器的材质不同会对沥青产生不同程度的老化，金属材质的容器对乳化沥青产生的老化作用最大，玻璃容器次之，陶瓷坩埚容器最小，陶瓷坩埚是乳化沥青残留蒸发无制备的最佳加热容器。

关键词：容器材质；乳化沥青；蒸发残留物；

1.引言

乳化沥青中发挥胶结料作用的是水分蒸发后的蒸发残留物，为充分了解乳化沥青的性能，乳化沥青残留物的制备方式、方法至关重要。

我国制备乳化沥青残留物的试验方法主要是直接加热法。直接加热法操作简单，对试验设备的要求不高，但试验设备的选用及试验操作对试验结果的影响较大，尤其是试样加热容器的选择对试验结果有较大的影响。《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）（下文简称规程）^[1]规定试样容器可选择金属盘、小铝锅或蒸发皿，可见规范未对容器材质明确规定，可选用不同材质的容器作为加热容器^[2-6]。

基于以上背景，本文采用直接加热法制备乳化沥青蒸发残留物，分别选用金属容器、陶瓷坩埚、玻璃容器作为试样加热容器制备蒸发残留物并进行残留物的性能试验，研究试样容器材质对蒸发残留物性能的影响。

2.原材料

本研究选用PCR乳化沥青进行试验，乳化沥青检测结果如表1所示。

表1 乳化沥青试验检测结果

3.试验设计

采用直接加热法制备乳化沥青蒸发残留物，分别选用金属容器、玻璃容器、陶瓷坩埚作为试样加热容器，编号分别为1#、2#、3#。

称取搅拌均匀的PCR乳化沥青试样300g置于不同的容器中，连同容器和试样置于点入中加热，一边加热一边搅拌，加热20-30min确保试样中水分完全蒸发后将试样在163℃±3℃的温度下加热1min。

计算各试样的蒸发残留物含量，并对各残留物进行针入度试验（25℃）、延度试验（5℃）及溶解度试验。

4.试验结果分析

4.1试验现象分析

试验过程中记录试样的温度的变化。在各试样的水分完全蒸发前，由于水分的存在，各试样的温度均接近100℃。当水分接近完全蒸发时，不同材质的容器内的试样温度不同，金属容器内的试样温度大于200℃、玻璃容器内的试样温度约为180℃、陶瓷坩埚内的试样温度约为160℃。

由此可知，不同材质的容器导热能力不同，金属容器的导热能力最强，温度较高，玻璃容器次之，但是试验中发现玻璃容器在后期容易破裂，陶瓷坩埚容器中的试样温度最接近规范规定的加热温度。

4.2蒸发残留物性能指标分析

各试样的蒸发残留物试验结果如表2所示。

表2 蒸发残留物性能试验结果

绘制各试样的针入度、延度试验结果柱状图分别如图1、图2所示。

由试验结果可知，采用不同材质的加热容器得到的乳化沥青蒸发残留物含量和性能不同，表明加热容器材质对乳化沥青蒸发残留物的性能有影响。

1#试样的针入度值及延度值最小，2#试样次之，3#试样的最大，表明不同编号的乳化沥青蒸发残留物性能不一样，主要是加热过程中的老化程度不一致导致的。究其原因可知，采用金属容器（1#试样）制备乳化沥青蒸发残留物时，加热过程中容器底部受热过快，底部温度过高容易引起沥青老化，需快速搅拌，水分完全蒸发温度上升速率极快，难以控制温度，容易引起沥青老化；采用玻璃容器（2#试样）制备乳化沥青蒸发残留物时，加热过程中容易容器破裂，但对沥青的老化程度的影响较金属容器小；采用坩埚陶瓷（3#试样）制备乳化沥青蒸发残留物时，加热过程中底部受热均匀，控温稳定性较好，导热均匀，可降低沥青的老化程度。

结论

采用直接加热法制备乳化沥青蒸发残留物时，由于加热容器的材质不同其导热能力不同，试验中会对沥青产生不同程度的老化。金属材质的容器对乳化沥青产生的老化作用最大，玻璃容器次之，陶瓷坩埚容器最小。从老化程度和试验操作两个角度分析，选用陶瓷坩埚作为乳化沥青残留蒸发物制备的加热容器效果最优，是试验的首选容器。

参考文献：

[1]《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011

[2]孙杨. 冷再生用乳化沥青蒸发残留物流变性能研究[D].郑州大学,2020.

[3]李斌,闫晨,樊亮,魏慧.不同蒸发状态下改性乳化沥青残留物性质与取样方法优化[J].石油沥青,2019,33(06):43-48.

[4]覃钰.乳化沥青蒸发残留物试验方法的探讨与改进[J].广东建材,2017,33(02):46-48.

[5]田尚斌,牛晓伟.乳化沥青残留物获取方法浅析[J].上海公路,2014(01):61-63.

[6]肖晶晶,蒋玮,王振军.改性乳化沥青残留物性能检验与评价体系研究[J].武汉理工大学学报,2010,32(14):70-74.