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沥青玻璃化转变温度分析

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:玻璃化转变温度(Tg)是表征沥青热力学性能的核心参数,反映其从玻璃态向高弹态转变的临界点。本分析聚焦道路沥青及改性沥青材料,通过测定Tg值评估低温脆性应力松弛特性及疲劳寿命。关键检测项目包括转变温度范围热容跃变幅度及时间-温度等效关系,依据ASTMD6608及GB/T35137标准执行差示扫描量热法(DSC)测试,数据精度需达±0.5℃。

检测项目

热力学性能:

  • 玻璃化转变温度:中点温度(Tg/℃)、转变区间(ΔT/℃)(ASTME1356)
  • 热容变化率:跃变幅度(ΔCp≥0.2J/g·K),积分焓值(±5%误差)
流变性能:
  • 动态剪切模量:储存模量G'(1Hz,-20℃≥300MPa)
  • 相位角:δ≤45°(低温区)
低温特性:
  • 弯曲梁流变:蠕变劲度(S≤300MPa,-18℃)
  • 应力松弛速率:m值≥0.3(AASHTOT313)
老化性能:
  • RTFOT后Tg偏移:ΔTg≤5℃
  • PAV老化指数:G*sinδ≤5000kPa(PG分级)
组分关联性:
  • 沥青质含量:7-25wt%(TLC-FID法)
  • 蜡结晶温度:Tc≤-10℃(ISO22007)
形态结构:
  • 相分离程度:分散相尺寸≤5μm(SEM观测)
  • 相容性参数:Flory-Hugginsχ≤0.1
温度扫描:
  • 临界开裂温度:T_critical≤-28℃(TSRST法)
  • 松弛活化能:E_a≥150kJ/mol
频率依存性:
  • 时温叠加主曲线:移位因子a_T(WLF方程拟合)
  • Cole-Cole图半宽:β≤0.4
改性剂影响:
  • SBS交联密度:凝胶含量≥40%
  • 橡胶颗粒粒径:40-80目(GB/T29648)
环境响应:
  • 冻融循环损失率:质量损失≤0.5%(-25℃/25℃)
  • 盐蚀作用:Tg偏移率≤3%

检测范围

1.基质道路沥青:70#/90#/110#标号,重点检测未老化态Tg与低温分级关联性

2.SBS改性沥青:Ⅰ-C/Ⅰ-D等级,侧重交联网络对Tg峰值分裂的影响分析

3.橡胶沥青:胶粉掺量15-25%,需测定胶粒溶胀导致的Tg平台区扩展

4.温拌沥青:Sasobit/Evotherm体系,监测降粘剂对玻璃化区间的压缩效应

5.高模量沥青:PRM/高粘改性类型,验证高温区储能模量与Tg正相关性

6.透水沥青:大空隙混合料,评估孔隙水结冰引发的附加Tg偏移

7.再生沥青:RAP掺量30-50%,鉴别新旧沥青相分离导致的Tg双峰现象

8.环氧沥青:固化型铺装材料,跟踪固化度与Tg线性增长关系

9.彩色沥青:无机颜料改性体,检测颜料粒径对分子链运动的阻碍强度

10.海工沥青:抗盐雾特种沥青,量化氯离子渗透对松弛谱的加宽效应

检测方法

国际标准:

  • ASTMD6608-20差示扫描量热法测定沥青玻璃化转变温度
  • ISO6721-10:2015动态力学分析(DMA)测定聚合物流变性能
  • AASHTOT313-19弯曲梁流变仪测定沥青劲度模量
国家标准:
  • GB/T35137-2017沥青玻璃化转变温度测定(DSC法)
  • GB/T30516-2019高聚物动态力学性能试验方法
  • JTGE20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程(BBR部分)
方法差异说明:ASTMD6608采用10℃/min标准升降温速率,GB/T35137允许5-20℃/min范围;ISO6721要求应变振幅≤0.1%,GB/T30516放宽至≤1%;AASHTOT313限定-36℃至0℃测试窗口,JTGE20扩展至-40℃。

检测设备

1.差示扫描量热仪:TAQ2000型(温度范围-90℃~550℃,灵敏度0.2μW)

2.动态力学分析仪:MettlerDMA1(频率0.01-100Hz,力分辨率0.0001N)

3.弯曲梁流变仪:CannonBBR-Pro(控温精度±0.1℃,位移传感器±0.1μm)

4.旋转粘度计:BrookfieldDV2T(扭矩范围0.1-7187mN·m,转速0.01-250rpm)

5.低温环境箱:ESPECPSL-2KPH(-70℃~+150℃,波动度±0.5℃)

6.傅里叶红外光谱:ThermoNicoletiS50(光谱范围7800-350cm⁻¹,分辨率0.09cm⁻¹)

7.激光共焦显微镜:KeyenceVK-X3000(Z轴分辨率1nm,三维形貌重建)

8.热机械分析仪:NetzschTMA402F(膨胀量程±2.5mm,热应变分辨率0.05μm)

9.宽频介电谱仪:NovocontrolConcept80(频率10⁻⁴~10⁷Hz,介电常数精度±0.1%)

10.低温冲击试验机:ZwickHIT50P(温度-196℃~+200℃,冲击能量0.5-50J)

11.全自动抽提仪:ILMENAUTSD(溶剂回收率≥99%,处理量12样/批)

12.高真空干燥箱:MemmertVO500(真空度≤5Pa,控温范围RT~300℃)

13.振荡流变仪:AntonPaarMCR702(法向力传感器200N,相位角分辨率0.001°)

14.热重分析仪:PerkinElmerSTA8000(称重精度0.1μg,气氛切换速率1L/min)

15.低温脆点仪:CooperFraas(降温速率1℃/min,弯曲应变速率3mm/s)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

沥青玻璃化转变温度分析
中析研究所

北京中科光析科学技术研究所(简称中析研究所),隶属于北京前沿科学技术研究院,为集体所有制单位,是以科研检测为主的科学技术研究机构。中析研究所坚持基础研究与应用研究并重、应用研究和技术转化相结合,发展为以“任务带学科”为主要特色的综合性研究所。经国家有关部门批准,成为第三方分析测试技术服务单位,旗下实验室机构获得CMA资质认证。开展了研发设计、分析检测、试验验证、共性加工、信息及知识产权等服务,为科技型企业创新提供公共服务。本所得到政府创新基金的支持,被评为国家高新技术企业。

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