使用AccuPyc II TEC测定沥青密度

2020-12-11 23:48:48, 麦克仪器公司麦克默瑞提克(上海）仪器有限公司

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摘要

根据ASTM D70-09中的测试方法，沥青密度的测量通常需要使用玻璃比重瓶，其分析条件非常繁琐。本文依据这种方法，采用温控型气体置换法真密度仪AccuPyc II TEC和3.3 cc一次性铝样品杯对四种沥青材料进行密度测试，并将测试结果与第三方实验室在同一批样品上采用ASTM中玻璃比重瓶法的结果进行比较。结果表明，两种测试方法的密度结果仅相差0.003%至0.026%。

背景介绍

沥青密度通常用于计算铺路所需的沥青量。沥青混合物的均一性和质量决定了所铺设道路的路面平整度和厚度均匀性。

目前，沥青密度是根据ASTM D70-09中的方法使用玻璃比重瓶来测定。所用的比重瓶需要达到非常高的洁净度，且没有任何缺陷或瑕疵。测试还需要用到分析天平和水浴，首先使用比重瓶测得水的密度。然后加热沥青样品，直到其足够粘稠可以流动倒出。将沥青倒入比重瓶中约四分之三的体积并称重，之后加满水再次称重。由此根据ASTM的方法可算出25 ℃时沥青的密度。需要注意的是，如果在测试过程中比重瓶有发生损坏，如破裂，则需要更换新的比重瓶并重新进行整个测试过程。

本文采用一种更为清洁、简单的方法，使用温控型气体置换法密度仪AccuPyc II TEC和一次性铝样品杯，对四种沥青样品（样品A、样品B、样品C、样品D）进行了密度测试。作为对比例，第三方机构采用ASTM中的比重瓶法来进行相同沥青样品的密度测试。

密度测试

材料

• 气体置换法真密度仪AccuPyc II TEC，3.3 cc一次性铝样品杯，高纯氮气

• 分析天平

• 烘箱

• 一次性塑料吸管

实验过程

对于每个样品，都准备了12个做好标记的3.3 cc一次性铝杯。前11个样品杯从1到11依次标记，第12个样品杯标记为“Cal Cup”。“Cal Cup”是用作校准的样品杯，需要用其质量和体积来校准在相同分析条件下另外11个样品杯的体积。

当12个样品杯都标记完成后，在调理步骤中，将它们放置于不低于163 ℃的预热好的烘箱中，时间至少30分钟。然后将所有样品杯从烘箱中取出，让其冷却至室温并称重。称重完成后再将1到11号样品杯放回烘箱中备用，等待准备好的沥青样品的取样。“cal cup”则用于AccuPyc的校准操作。

将装有沥青样品的容器放入不低于163 ℃的烘箱中约一小时，或者直到沥青变得足够软，可以用一次性塑料吸管吸取。沥青样品准备好后，用一次性塑料吸管将其等分试样加入到1至11号铝杯中。每个样品杯约装入二分之一到四分之三体积的沥青样品，操作时需要注意不要让沥青沾到铝杯侧面。然后，将装好沥青等分试样的样品杯重新放回烘箱中约一小时，以除去其中可能形成的气穴。之后将这些样品杯从烘箱中取出，冷却至室温并称重。

AccuPyc测试的设置条件如下：

• 气体：氮气

• 吹扫次数：2

• 吹扫填充压力：19.500 psig

• 分析次数：99

• 分析填充压力：19.500 psig

• 平衡速率：0.0050 psig/min

• Peltier温度设置：25.0 °C

接着，将“Cal Cup”放置到AccuPyc中，以体积为1.7671 cc的2.5 cm的精密钢球作为校准物，采用标准程序对仪器进行体积校准。校准完成后，使用与测试沥青样品相同的参数创建一个“check standard”文件，然后将校准钢球作为样品进行分析，来验证校准体积。接下来对每份沥青样品进行密度分析，并在文件名中标记好对应的样品编号和样品杯序号。

所有数据收集完成后，通过空样品杯和“Cal Cup”之间的质量差除以2.7 g/cc（铝的密度）来校准每个样品杯的体积。然后再由样品质量除以校准后的样品杯体积即可算出沥青密度。

测试结果

4种沥青样品的密度测试结果如下表所示。

* 由第三方实验室采用玻璃比重瓶法测得的沥青样品密度

结论

准确测量沥青的密度对于道路铺设的质量至关重要。对于上述4种沥青样品，采用AccuPyc II TEC密度仪测试的11个样品的平均密度结果与第三方实验室在同一批沥青样品上根据ASTM D70-09中所述的玻璃比重瓶法测得的密度值一致。由此看出，使用温控型气体置换法密度仪AccuPyc II TEC和3.3cc一次性铝杯可以获得高精确度的沥青密度结果。

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