CN108362612A - 一种测定橡胶沥青真实黏度的方法及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定橡胶沥青真实黏度的设备，壳体侧壁内设有多个加热棒，壳体内部设有椭球型金属外壳，椭球型滤网位于椭球型金属外壳内部，椭球型滤网内设有宽螺纹转子，椭球型金属外壳的底部连接设有引流管，椭球型金属外壳上面环绕宽螺纹转子设有传输带；本发明同时提供了一种测定橡胶沥青真实黏度的方法。本发明提供的橡胶沥青过滤设备，操作简单、智能方便，既能将熔融态的橡胶沥青过200目的筛子过滤，又能将过滤除的废胎胶粉运送出设备，并且还能够保温，保证橡胶沥青的性能不发生变化和为后面黏度试验节省了保温时间；将过滤后的橡胶沥青采用5种不同转速进行测试比只通过一种转速测试显著的增加了试验的准确性，减少了误差。

Description

一种测定橡胶沥青真实黏度的方法及其设备

技术领域

本发明属于道路建筑材料技术领域，特别是一种测定橡胶沥青真实黏度的方法及其设备。

背景技术

将废旧轮胎橡胶粉掺入普通基质沥青后在一定条件下熔合反应所生成的改性沥青胶结料，具有的良好路用性能以及在解决废轮胎固体污染、节约能源、保护环境方面的特殊作用，在沥青改性的各种方法中占据重要的地位，近年来在国内得到迅速推广应用。

将废胎胶粉掺入基质沥青后能显著提高沥青的黏度，改善胶结料的抗剪切能力和弹性恢复能力。黏度指标是评价橡胶沥青的最主要指标，它能直接反映橡胶沥青的使用性能和施工可操作性。目前国内外代表性的黏度试验方法有：

(1)使用旋转(Brookfield)黏度计测定非牛顿材料流变特性的测试方法(ASTMD2196-99)；

(2)使用旋转黏度计测定黏度的标准方法(AASHTO TP48-97)；

(3)布氏粘度计测定非填充沥青的黏度试验方法(ASTM D4402)等。

上述黏度测试基本上都是以布氏粘度计为基体的方法，在一定范围内适用于测试基质沥青及聚合物改性沥青的黏度，然而用这种传统的方法测试橡胶沥青的黏度是有不足的，主要表现在：

(1)路用废胎胶粉的细度多为30目～80目，在与沥青溶胀反应后废胎胶粉颗粒还会膨胀，当将熔融状态的橡胶沥青置于空间有限的布氏粘度计的盛样筒中进行测试时，胶结料带给转子的摩擦力是不均匀的，当转子周围的废胎胶粉较多时黏度会较大，胶粉较少时黏度会较小，测试结果不均匀，虚假黏度出现的情况较为普遍；

(2)黏度数据上采用SC4-27号转子、20r/min直接读取的数据作为黏度值，这种数据读取方法与实际的橡胶沥青的黏度差距较大，不能真实准确的表达橡胶沥青的黏度。

发明内容

为了克服橡胶沥青测试过程中出现的虚假黏度和使测试结果更加准确可靠，本发明提供一种测定橡胶沥青真实黏度的设备；包括支架、支腿、可抽动底板、引流管、椭球型滤网、金属外壳、宽螺纹转子、加热棒；传输带、弃料口、盖子、温度控制与数显区、温度控制开关、总开关、正反转开关、转速调节器、温度感应器、电机，所述支架下面四个角设有支腿，所述支架的左部分设有壳体，所述壳体侧壁内设有多个加热棒，所述壳体内部设有椭球型金属外壳，椭球型滤网位于椭球型金属外壳内部，所述椭球型滤网内设有宽螺纹转子，所述宽螺纹转子包括位于椭球型金属外壳中心线上的旋转轴、螺旋叶片，所述螺旋叶片为螺旋形，旋转设立在旋转轴上，所述螺旋叶片的外周面与椭球型滤网之间设有间隙；所述椭球型金属外壳的底部连接设有引流管，所述椭球型金属外壳上部固定连接于壳体；所述椭球型金属外壳上面环绕宽螺纹转子设有传输带，所述传输带向后延伸至弃料口；所述壳体内设有温度感应器，所述宽螺纹转子上面设有盖子；所述支架的右部分设有温度控制与数显区、温度控制开关、总开关、正反转开关、转速调节器。

优选地，其温度可调的范围是室温～250℃。

优选地，椭球型滤网的目数为200目。

优选地，所述椭球型金属外壳下方设有可抽动底板。

本发明同时公开了一种测定橡胶沥青真实黏度的方法，包括以下步骤：

(1)橡胶沥青过滤

将熔融态的橡胶沥青利用本发明权利要求1-4中任一项所述的设备进行过滤，打开总电源开关，打开温度控制开关，调节好温度，待温度达到设定要求后打开顶部盖子将橡胶沥青加入过滤装置中过滤，等到滤网上留有较多过滤的废胎胶粉时调节转速调节器启动转子，螺纹将废胎胶粉传输上来，再通过传输带运送到弃料口，过滤后的橡胶沥青则通过引流管引流到存储容器中；

(2)橡胶沥青黏度测试

将过滤后的橡胶沥青在180℃条件下利用旋转(Brookfield)黏度计测试黏度，其过程为：

1)将盛样筒、SC4-27号转子、拉杆置于180℃的环境下保温至少30min，同时打开Brookfield黏度计设置好温度保温；

2)将过滤后的橡胶沥青按要求质量装入盛样筒中，并置于Brookfield黏度计中保温至少20min；

3)将保温达到要求的橡胶沥青采用SC4-27号转子、5种不同的转速测试其黏度，记录下不同转速下的黏度及扭矩；

(3)橡胶沥青黏度计算

将5种按不同转速测试得到的橡胶沥青的黏度和扭矩，以横坐标为扭矩，纵坐标为黏度置于坐标轴中，以如下指数函数进行回归：

y＝a·e^bx

式中：a—非负常数；

b—非正常数；

x—扭矩；

y—黏度；

e为数学常量，其值是2.71828...；

然后按照回归的扭矩—黏度关系，计算对应的50％扭矩即为橡胶沥青的黏度。

本发明提供的橡胶沥青过滤设备，操作简单、智能方便，既能将熔融态的橡胶沥青过200目的筛子过滤，又能将过滤除的废胎胶粉运送出设备，并且还能够保温，保证橡胶沥青的性能不发生变化和为后面黏度试验节省了保温时间，实用性极强；将过滤后的橡胶沥青采用5种不同转速进行测试比只通过一种转速测试显著的增加了试验的准确性，减少了误差，避免了虚假黏度的出现，从源头上保证了数据的可靠性；采用指数回归和50％扭矩的计算方法更加科学的保证了数据的准确可靠。通过整个一系列过程使得能反映橡胶沥青性能优劣的一个重要指标—黏度能得到真实有效控制，将助力橡胶沥青技术的大力发展。橡胶沥青技术的科学应用，不仅可以提高沥青路面结构与材料的可靠性(承载能力和使用寿命)、路面使用性能的耐久性(高温性能、水稳性能和抗裂性能)、驾乘人员的舒适性(行驶柔顺行车噪音低、摩擦系数大安全性高)；还可以实现废旧轮胎资源在公路工程中的规模化应用，在解决废轮胎固体污染、节约能源、保护环境等方面有着特殊作用，达到技术、经济、环境效益多赢的局面。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式进一步说明：

图1是本发明测定橡胶沥青真实黏度的设备的结构示意图。

图2是本发明测定橡胶沥青真实黏度的设备的传输带的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明公开了一种测定橡胶沥青真实黏度的设备，包括支架18、支腿17、可抽动底板1、引流管2、200目滤网3、金属外壳4、宽螺纹转子5、加热棒6、传输带7、弃料口8、盖子9、温度控制与数显区10、温度控制开关11、总开关12、正反转开关13、转速调节器14、温度感应器15、电机16，所述支架18下面四个角设有支腿17，所述支架18的左部分设有壳体19，所述壳体19侧壁内设有多个加热棒6，所述壳体19内设有椭球型金属外壳4，椭球型滤网3位于椭球型金属外壳4内部中心，所述椭球型滤网3内设有宽螺纹转子5，所述宽螺纹转子5包括位于椭球型金属外壳中心线上的旋转轴、螺旋叶片，所述螺旋叶片为螺旋形旋转设立在旋转轴上，所述螺旋叶片的外周面与椭球型滤网3的形状相适应，所述螺旋叶片的外周面与椭球型滤网3之间稍有间隙；所述椭球型金属外壳4的底部连接设有引流管2，所述椭球型金属外壳4上部固定连接于壳体19，所述椭球型金属外壳4上面环绕宽螺纹转子5设有传输带7，所述传输带7向后部延伸至弃料口8；所述壳体内设有温度感应器9，所述宽螺纹转子5上面设有盖子9；所述支架的右部分设有温度控制与数显区10、温度控制开关11、总开关12、正反转开关13、转速调节器14。

可通过逆向旋转宽螺纹转子辅助进料。

椭球型滤网的目数为200目。

本发明同时提供了一种测定橡胶沥青真实黏度的方法，包括以下步骤：

一、橡胶沥青过滤：

将熔融态的橡胶沥青利用本发明设备进行过滤，本设备主要由温度控制装置、过滤装置、旋转装置、过滤胶粉传输装置等构成。温度控制装置包括加热棒6、温度传感器15、温度设置和数显区界面10、温度控制开关11，其温度可调的范围是室温～250℃。过滤装置包括引流管2、200目椭球型滤网3、椭球型金属外壳4、盖子9。旋转装置包括宽螺纹转子5、正反转开关13、转速调节器14。过滤胶粉传输装置包括传输带7、弃料口8。

使用时打开总电源开关12，打开温度控制开关11，调节好温度控制与数显区10，待温度达到设定要求后打开顶部盖子9将橡胶沥青加入过滤装置中过滤，等到滤网上留有较多过滤的废胎胶粉时调节转速调节器启动转子，螺纹将废胎胶粉传输上来，再通过传输带运送到弃料口，过滤后的橡胶沥青则通过引流管2引流到存储容器中。

二、橡胶沥青黏度测试：

将过滤后的橡胶沥青在180℃条件下利用旋转(Brookfield)黏度计测试黏度，其过程为：

(1)将盛样筒、SC4-27号转子、拉杆置于180℃的环境下保温至少30min，同时打开Brookfield黏度计设置好温度保温；

(2)将过滤后的橡胶沥青按要求质量装入盛样筒中，并置于Brookfield黏度计保温至少20min；

(3)将保温达到要求的橡胶沥青采用SC4-27号转子、5种不同的转速测试其黏度，记录下不同转速下的黏度及扭矩。

三、橡胶沥青黏度计算：

将5种按不同转速测试得到的橡胶沥青的黏度和扭矩，以横坐标为扭矩，纵坐标为黏度置于坐标轴中，以如下指数函数进行回归：

y＝a·e^bx

式中：a—非负常数；

b—非正常数；

x—扭矩；

y—黏度；

e为数学常量，其值是2.71828...。

然后按照回归的扭矩—黏度关系，计算对应的50％扭矩即为橡胶沥青的黏度。

利用本发明的设备，不仅能减少橡胶沥青在测试过程中虚假黏度，减少误差，而且在数据处理上通过测试多个黏度、进行指数回归的方法使黏度值更加准确可靠，得到的黏度值能够只是反映橡胶沥青的质量状况，保证工程质量建设，促进绿色、环保高等级公路的发展。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种测定橡胶沥青真实黏度的设备，其特征在于，包括支架、支腿、可抽动底板、引流管、椭球型滤网、金属外壳、宽螺纹转子、加热棒；传输带、弃料口、盖子、温度控制与数显区、温度控制开关、总开关、正反转开关、转速调节器、温度感应器、电机，所述支架下面四个角设有支腿，所述支架的左部分设有壳体，所述壳体侧壁内设有多个加热棒，所述壳体内部设有椭球型金属外壳，椭球型滤网位于椭球型金属外壳内部，所述椭球型滤网内设有宽螺纹转子，所述宽螺纹转子包括位于椭球型金属外壳中心线上的旋转轴、螺旋叶片，所述螺旋叶片为螺旋形，旋转设立在旋转轴上，所述螺旋叶片的外周面与椭球型滤网之间设有间隙；所述椭球型金属外壳的底部连接设有引流管，所述椭球型金属外壳上部固定连接于壳体；所述椭球型金属外壳上面环绕宽螺纹转子设有传输带，所述传输带向后延伸至弃料口；所述壳体内设有温度感应器，所述宽螺纹转子上面设有盖子；所述支架的右部分设有温度控制与数显区、温度控制开关、总开关、正反转开关、转速调节器。

2.根据权利要求1所述的测定橡胶沥青真实黏度的设备，其特征在于，其温度可调的范围是室温～250℃。

3.根据权利要求1所述的测定橡胶沥青真实黏度的设备，其特征在于，椭球型滤网的目数为200目。

4.根据权利要求1所述的测定橡胶沥青真实黏度的设备，其特征在于，所述椭球型金属外壳下方设有可抽动底板。

5.一种测定橡胶沥青真实黏度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)橡胶沥青过滤

将熔融态的橡胶沥青利用本发明权利要求1-4中任一项所述的设备进行过滤，打开总电源开关，打开温度控制开关，调节好温度，待温度达到设定要求后打开顶部盖子将橡胶沥青加入过滤装置中过滤，等到滤网上留有较多过滤的废胎胶粉时调节转速调节器启动转子，螺纹将废胎胶粉传输上来，再通过传输带运送到弃料口，过滤后的橡胶沥青则通过引流管引流到存储容器中；

(2)橡胶沥青黏度测试

将过滤后的橡胶沥青在180℃条件下利用旋转布氏粘度计测试黏度，其过程为：

1)将盛样筒、SC4-27号转子、拉杆置于180℃的环境下保温至少30min，同时打开布氏粘度计设置好温度保温；

2)将过滤后的橡胶沥青按要求质量装入盛样筒中，并置于布氏粘度计中保温至少20min；

3)将保温达到要求的橡胶沥青采用SC4-27号转子、5种不同的转速测试其黏度，记录下不同转速下的黏度及扭矩；

(3)橡胶沥青黏度计算

将5种按不同转速测试得到的橡胶沥青的黏度和扭矩，以横坐标为扭矩，纵坐标为黏度置于坐标轴中，以如下指数函数进行回归：

y＝a·e^bx

式中：a—非负常数；

b—非正常数；

x—扭矩；

y—黏度；

然后按照回归的扭矩—黏度关系，计算对应的50％扭矩即为橡胶沥青的黏度。