沥青旋转黏度试验
用旋转粘度计测定聚合物溶液的粘度
按照流体力学的观点，流体可分为理想流体和实际流体两大类。理想流体在流 动时无阻力，故称为非粘性流体。实际流体流动时有阻力，即内摩擦力（或剪切应 力） ，故又称为粘性流体。根据作用于流体上的剪切应力与产生的剪切速率之间的 关系，粘性流体又分为牛顿流体和非牛顿流体。研究流体的流动特性，对聚合物的 加工工艺方面具有很强的指导意义。
一、实验目的：
1. 掌握粘度的概念，了解粘度的测量的意义。 1．学会使用 NDJ-5S 型或 DV-1 型数字式旋转粘度计。 2．测试恒温条件下不同转速时的粘度值，判断流体的性质，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
二、实验原理：
1.牛顿流体和非牛顿流体的粘度 相距为 dy 的两薄层流体，下层静止，上层有一剪切力 F，使其产生一速度 du。 由于流体间有内摩擦力影响，使下层流体比紧帖的上一层流体的流速稍慢一些，至 静止处流体的速度为零，其流速变化呈线性，形成一速度梯度 du/dy，称之为剪切 速率。根据牛顿粘性定律，施于运动面上的剪切应力 τ 与速度梯度 du/dy 成正比。 即：
F / A
du dy
式中，du/dy 为剪切速率，用 γ 表示；η 为比例常数，称为粘度系数，简称粘度。上 式可简写为： τ=ηγ 以剪切应力 τ 对剪切速率 γ 作图，所得图线称为剪切流动曲线，简称流动曲线。 （1） 牛顿流体的流动曲线是通过坐标原点的一直线， 其斜率即粘度， 即牛顿流体 的剪切应力与剪切速率完全服从牛顿粘性定律。如水、酒精、醇类等属牛顿 流体 （2） 非牛顿流体的流动曲线不是直线或虽为直线但不通过坐标原点， 粘度随剪切 速率的改变而改变，这时粘度称为表观粘度。聚合物浓溶液、熔融体、悬浮 液等属此类。 2.粘度的实际意义 （1） 粘度计的概念 粘度近似于我们通常所说的粘稠度，也就是流体的分子层之间在相互运动时 产生的阻力。粘度的概念和数学模型早在 19 世纪就由著名的物理学家和数学家牛 顿建立起来了。但测定粘度的仪器则是在二十世纪由美国的 Brookfield 先生发明
沥青布氏旋转粘度计的使用 旋转粘度计如何操作
沥青布氏旋转粘度计的使用旋转粘度计如何操作沥青布氏旋转粘度计具有测量精准、快速、直观、简便的优点，可测定热熔胶、沥青、石蜡等高温熔融材料的动力粘度。
计算方法：1、当布洛克菲尔德粘度计的显示面板上沥青布氏旋转粘度计具有测量精准、快速、直观、简便的优点，可测定热熔胶、沥青、石蜡等高温熔融材料的动力粘度。
计算方法：1、当布洛克菲尔德粘度计的显示面板上具有直接显示粘度，扭矩，剪切应力，剪变率，转速和试验温度等项目的功能时，可直接依据需要记录数据，并以3次读数的平均值作为测定值。
2、当粘度计不能直接显示读数装置，可按仪器厂家供应的仪器常数进行计算，计算沥青在该测定温度条件下的表观粘度。
3、将在不同温度条件下测定的粘度，绘于粘温曲线中，确定沥青混合料的施工温度，当使用石油沥青时，宜以粘度为（0、17±0、02）Pa·s时的温度作为拌和温度范围；以（0、28±0、03）Pa·s 时的温度作为压实成型温度范围。
使用必要条件：1、保证环境温度的均匀。
2、精准明确地掌控被测液体的温度。
3、保证被测液体的均匀性（无气泡）。
4、转子浸于被测液体的时间要充分长，使其能与被测液体的温度一致。
5、保证转子的清洁，测量时尽可能将转子置于容器正中央。
6、转子浸入被测液体时，不能有气泡粘附在转子下面。
7、尽量在接近满量程的情况下进行测量。
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随着科学进展和工业生产的提高，测定物质的粘度变得特别的紧要，旋转式粘度计是用于测量液体的粘性阻力与液体动力粘度，广泛用于测定油脂、油漆、塑料、食品、药物随着科学进展和工业生产的提高，测定物质的粘度变得特别的紧要，旋转式粘度计是用于测量液体的粘性阻力与液体动力粘度，广泛用于测定油脂、油漆、塑料、食品、药物、化妆品、胶沾品等各种流体的粘度。
DSR,MSCR,沥青黏度(1)
动态剪切流变试验（DSR）动态剪切流变仪是一种评价高分子材料流变特性的通用仪器。
动态剪切流变仪用于测量沥青结合料的线粘弹性模量，在正弦(摆动的)加载模式下，可以得到不同温度、不同应力等级、不同试验频率下的测量结果，即温度扫描，应变扫描和频率扫描。
不同的测试模式只是固定的参数和改变的参数不同而已。
动态剪切流变仪的工作原理是：将试样夹在来回振荡的旋转轴和固定板之间，振荡板(常叫做“旋转轴”)从A点开始转动到B点，再从B点返回经A点到C 点，然后再从C点回到A 点，形成一个循环周期。
当力(剪应力f)通过旋转轴加到沥青上时，DSR就会测量沥青对此施加的力的反应(或剪应变)。
如果沥青是一个完全的弹性材料，其反应就与瞬时施加的力相一致，两者间的时间滞后就为零。
若是完全的粘性材料，荷载和反应之间的时间滞后就会很大。
在大多数沥青路面承受交通的工作温度下，沥青处于粘弹性的工作范围。
在DSR试验中施加的应力和产生的应变之间的关系，量化了这两种状况，提供了计算沥青胶结料的两个重要参数，复数剪切模量（G∗）和相位角（δ）。
复数剪切模量是材料重复剪切变形时总阻力的度量，它包括两部分：弹性(可恢复)部分和粘性(不可恢复)部分。
相位角是可恢复和不可恢复变形数量的相对指标。
G∗/sinδ为抗车辙因子，用来表示沥青材料抗永久变形能力，在最高路面设计温度下，其值越大表示沥青的流动变形越小，越有利于抵抗车辙的产生。
G′=G∗×cosδ为贮存剪切模量，反映沥青变形过程中能量的贮藏与释放，也称为弹性模量；。
G′=G∗×sinδ为损失剪切模量，反映沥青在变形过程中由于内部摩擦产生的以热的形式散失的能量，其值越大，表示重复荷载作用下的能量损失速度越快，也称为粘性模量。
很多研究表明，沥青混合料的疲劳损失、疲劳寿命与循环加载过程中的能量损失具有正比关系，因此较小的G∗/sinδ代表较好的抵抗疲劳能力。
在进行动态剪切流变实验之前应当采用应变扫描确定沥青材料的线粘弹性区域，以确保温度扫描实验和频率扫描实验在这个范围里进行。
沥青粘度试验的两种方法
沥青粘度试验的两种方法1.运动杯法：运动杯法是一种相对简单和直观的沥青粘度试验方法。
其原理是通过测定特定温度下，沥青在给定体积的杯子中流动所需要的时间来确定其粘度的大小。
具体操作步骤如下：(1)准备测试所需的沥青样品。
通常采用钢筒法或直接采样法获得代表性的沥青样品。
(2)制备试验用杯子和被试沥青样品。
将杯子预热到目标温度，将待测试的沥青样品注入杯中。
(3)使用定时器测量沥青从杯子中流出所需要的时间。
确保杯子的出口不受阻碍，以保证读数的准确性。
(4)重复上述步骤多次，并计算出平均值作为最终的粘度结果。
2.旋转粘度计法：旋转粘度计法是一种更加精确和标准化的沥青粘度试验方法。
它基于旋转粘度计的原理，通过测量粘度计容器内的振荡转动的扭矩和角度，来计算沥青的粘度。
具体操作步骤如下：(1)准备测试所需的粘度计和试验样品。
通常粘度计由一个带有螺旋线的转轴和一个固定的容器组成，试验样品可以通过钢筒法或直接采样法获得。
(2)将试验样品注入容器中，并将容器放置在粘度计上。
按照标准要求选择合适的温度进行测试。
(3)启动粘度计，开始测试。
粘度计会以一定的转速旋转，同时测量转动时的扭矩和角度。
(4)根据测试结果计算沥青的粘度。
通常使用标准公式或专业软件来进行计算。
运动杯法和旋转粘度计法都是常用的沥青粘度试验方法，它们各有优劣。
运动杯法相对简单、成本较低，但精度相对较低，适用于一些初步的沥青粘度测试。
旋转粘度计法精确度高，适用于更为标准化和精确的粘度测试，但需要一定的设备和技术条件。
在进行沥青材料的品质控制和研究时，可以根据需要选择合适的方法进行粘度试验。
沥青薄膜加热(旋转薄膜加热)试验记录表
（m2- m1）×100/（m1- m0）
试样薄膜加热质量变化平均值LT
(旋转)薄膜加热前针入度P1(0.1mm)
(旋转)薄膜加热后针入度P2 (0.1mm)
试样薄膜加热后残留物针入度比（%）KP=100×P2/P1
Hale Waihona Puke (旋转)薄膜加热前延度T1(cm)
(旋转)薄膜加热后延度T2(cm)
沥青薄膜加热(旋转薄膜加热)试验记录表
合同号:承包人:共1页第1页
试验单位
工程部位/用途
试验规程
试验编号
试验者
取样地点
校核者
主要仪器
旋转薄膜烘箱，电子分析天平，针入度仪，低温延度仪，
恒温水浴，烘箱
试验日期
沥青品种及标号
试样编号
盛样皿的质量m0（g）
加热前试样、盛样皿质量m1（g）
加热后试样、盛样皿的质量m2（g）
软化点增值(cm)ΔT=T2-T1
/
(旋转)薄膜加热前60℃粘度(Pa.s)η1
/
(旋转)薄膜加热后60℃粘度(Pa.s)η2
/
粘度比%
/
承包人自检意见及签名
年月日
监理工程师抽检意见及签名
年月日
中心试验室抽检意见及签名
年月日
注:①如系监理工程师抽检则承包人自检意见栏不填写.
:②如系中心试验室抽检则承包人及监理工程师意见栏不填写.
沥青旋转薄膜加热试验
沥青旋转薄膜加热试验（T 0610-2011）8.4.1 目的和适用范围本方法适用于测定道路石油坜青旋转薄膜烘箱加热后的质量损失，并根据需要测定旋转薄膜加热后，沥青残留物的针入度，粘度、延度及脆点等性质的变化，以评定沥青的老化性能。
8.4.2 仪器设备旋转薄膜烘箱、盛样瓶、温度计、天平、溶剂等。
8.4.3试样准备1、用汽油或三氣乙烯洗净盛样瓶后，置温度105℃±5℃烘箱中烘干，并在干燥器中冷却后编号称其质量(m0)，准确至0.1mg,盛样瓶的数量应能满足试验的试样需要，通常不少于八个。
2、将旋转加热烘箱调节水平，并在163℃±0.5℃下预热不少于16h,使箱内空气充分加热均匀。
调节好温度控制器，在全部盛样瓶装人环形金属架后，烘箱的温度应在10 min以内达到163℃±0.5℃。
3、调整喷气嘴与盛样瓶开口处的距离为 6.35mm,并调节流量计，使空气流量为4 000mL/min±200mL/min。
4、准备的沥青试样，分别注入每个盛瓶中，其质量为35g士0.5g，放入干燥器中冷却至室温后称取质量(m1)，准确至1mg。
需测定加热前后沥青性质变化时，应同时灌样测定加热前沥青的性质。
8.4.4 试验步骤1、将称量完后的全部试样瓶放入烘箱环形架的各个瓶位中，关上烘箱门后开启环形架转动开关，以15r/min±0.2r/min速度转动。
同时开始以流速 4 000mL/min±200mL/min的热空气喷人转动着的盛样瓶的试样中，烘箱的温度应在10min回升到163C±0.5℃,使试样在163℃士0.5℃温度下受热时间不少于75min。
总的持续时间为85min。
若10min内打不到试验温度，则试验不得继续进行。
2、到达时间后，停止环形架转动及喷射热空气，立即逐个取出盛样瓶，并迅速将试样倒入一洁净容器内混匀（进行加热质量损失的试样除外），以备进行旋转薄膜加热试验后的沥青性质的试验，但不允许将已倒过的沥青试样瓶重复加热以取得更多试样。
沥青材料的低温粘度以及玻璃化温度
谢 谢！
沥青材料的低温粘度以及玻璃化温度
主要内容
1.含义与工程意义
一、沥青低温粘度
2.实验方法、设备与步骤
二关系
一、沥青的低温粘度
1. 含义及工程意义
沥青低温粘度：反映沥青在低温条件下的变形性能， 低温粘度越小，说明低温下具有较 大的柔性，抗开裂性能好。
粘度：粘度是由流体内部分子
结构之间的引力形成内摩擦, 从 而在外部表现为抵抗流体流动的 能力。（一定条件下的粘度）
夏季高温，抗车辙 冬季低温，抗开裂
一、沥青的低温粘度
2. 实验方法、设备与步骤
毛细管粘度计 双筒旋转式粘度计 布式粘度计
低温！
落柱式粘度计：10~50℃ 102~109Pa· S
高温！
粘度
滑板粘度计：软化点到0℃ 102~108Pa· S 锥板式粘度计：103Pa· S 以下中低粘度
温度范围（-37~-15℃）。
粘流化温度：橡胶态转变成粘流态。
二、沥青的玻璃化温度
2. 实验方法、设备与步骤
玻璃化温度测量方法：
TMA/膨胀系数 DSC/比热 DTA/比热 DMA/杨氏模量 方法/原理 优点 缺点 样品制备相对容易，比DSC更 Tg以上要有较高的粘度，受热历史 热力学分析法（ TMA）、差示扫描量热 适合测薄膜 影响
一、沥青的低温粘度
4. 低温粘度与其他指标的关系
二、沥青的玻璃化温度
1. 含义及工程意义
两次转化温度：玻璃化和粘流化 沥青材料在加热过程中由玻璃状的 玻璃化温度：玻璃态转化橡胶态。 坚硬状态转化为橡胶状态，比容、膨胀 弹性模量转折点、 系数、比热、折光率等物理常数发生变 逐渐的过程、 化。（测量方法基于此）
3. 影响因素
沥青布氏旋转粘度计工作原理及注意事项
沥青布氏旋转粘度计工作原理及注意事项工作原理：1.准备样品：将待测的沥青样品加热至所要测试的温度，并在测试前搅拌均匀，以保证样品的均匀性。
2.设置测试温度：根据需要的测试温度，将热水浴槽的温度控制器设定到所需温度，并预先加热至设定温度。
3.导入样品：将预热好的样品倒入旋转圆筒中，并将圆筒装入沥青布氏旋转粘度计中。
4.开始测试：启动砂浆搅拌机，将样品在圆筒中搅拌均匀，然后启动旋转器使其旋转起来。
同时打开阻力计和流量计，通过测量流量计显示出的流速和阻力计显示出的阻力值来计算粘度值。
5.进行测量：在旋转过程中，根据设定的时间间隔或旋转次数，记录下流动阻力值。
然后通过计算，得到所测得的沥青样品的粘度值。
注意事项：在使用沥青布氏旋转粘度计时，需要注意以下几点：1.保持温度稳定：因为沥青粘度与温度密切相关，所以在进行测试前，需要将样品加热至测定温度，并保持温度稳定。
同时，热水浴槽的温度控制器应准确设定，并随时调整以保持恒定的温度。
2.样品准备：样品需要经过充分搅拌均匀，并在测定前进行预热，以保证测试的准确性。
3.测量精度：在进行测量时，应尽量减小外界干扰，如振动、风力等。
同时，需要仔细控制旋转速度和测量时间，以保证测量的精度和准确性。
4.清洁维护：使用完毕后，需要将各个部件进行彻底的清洁，并确保没有残留物，以免影响后续的测量。
总结：沥青布氏旋转粘度计是一种广泛应用于沥青材料粘度测量的实验仪器。
它的工作原理主要是通过测量沥青材料在旋转圆筒内的流动阻力来确定其粘度值。
使用时需要注意控制温度稳定、样品准备充分、测量精度和维护清洁等方面，以确保测试结果的准确性和可靠性。
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取样和盛样器应干净、干燥，盖子是否配合严密。
仲裁样应采用未使用过的新容器存放，且由供需双方人员共同取样。
取样后双方在密封条上签字盖章。
4 2020/2/5
A、储油罐中取样 按液面上、中、下位置各取规定数量（液面高各为1/3等
分处，但距罐底不得低于总液面高度的1/6)各取1～4L样品。 将取出的3个样品混合后取4.0Kg数量样品作为试样
选取桶样 7 8 9 10 11
（4）沥青试样制备方法（T0602-2011） 目的：为沥青的各项试验做准备，以确保试验结果的代表性和
准确性。 适用范围：道路石油沥青、煤沥青、聚合物改性沥青等需要加
热后才能进行试验的沥青样品。 也适用于对乳化沥青试样进行各项性能测试。每个样品的数量
根据需要决定，常规测定不 宜少于600g 。
B、从槽车、罐车、沥青油布车中取样
旋开取样阀待流出4kg或4L时取样
仅有放料阀，放出全部沥青的一半时取样
在装料或卸料过程取样，按时间间隔均匀取样至少3个 规定数量混匀再取规定试样
C、从沥青储存池中取样 分间隔每锅至少取3个样品，混匀后再取4kg作为试样
D、从沥青运输船取样 每个舱从不同的部位取3个样品，混匀后再取4kg作为
（5）沥青感温性： 用针入度指数表示，在不同温度条件下，沥青粘度随温度的改变 而产生一定的改变，呈现出明显的状态变化，这种随温度的改变 产生变化的特点称为沥青的感温性——针入度指数
（6）粘附性： 沥青克服外界不利影响因素，在集料表面的附着能力称为沥青的 粘附性，是评价沥青技术性能的一项重要指标
公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20-2011)
7 2020/2/5
方法与步骤 热沥青试样制备
放入烘箱（温度为软化点以上90℃通常为135℃、脱水、过0.6mm筛 当石油沥青试样中含有水分时，将盛样器皿放在可控温的砂浴、油浴、
电热套上加热脱水，不得已采用电炉、燃气炉加热脱水时必须加放石棉 垫。
在沥青温度不超过100℃的条件下，仔细脱水至无泡沫为止，最后的加 热温度不宜超过软化点以上100℃（石油沥青）或50℃（煤沥青）
适用范围：
用于生产厂、储存或交货验收地点为检查沥青产品质量而采集各
种沥青材料的样品。
取样数量：
常规检验的取样
粘稠或固体沥青>4.0Kg (原规程1.5Kg)
液体沥青
>1L
沥青乳液
>4L
非常规应根据实际确定。
（2）取样仪具与材料
盛样器—根据沥青品种选择
沥青取样器：金属制、带塞、塞上有金属长柄提手。
（3）取样方法和步骤
4.沥青的标号划分
（1）道路石油沥青
A、道路石油沥青的适用范围应符合下表
路道石油沥青的适用范围
沥青等级 A级沥青 B级沥青
C级沥青
适用范围 各个等级的道路，适用于任何场合和层次
1.快速路、主干道沥青下面层及以下的层次，次干道及其他等 级道路的各个层次；
2.用做改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质 沥青。
一、沥青技术性能与试验方法
1.沥青组分及分类
主要组分：油分、树脂、沥青质 分 类：天然沥青、石油沥青、沥青胶结料、乳化沥青
2.石油沥青的技术性质
（1）粘滞性： 在外力作用下抵抗变形能力，用针入度表示。 在规定温度、荷重、时间的条件下，以0.1mm表示。 针入度用于划分沥青的标号，针入度越小表示沥青越稠， 反之亦然。
市政道路不使用
8 2020/2/5
增补了乳化沥青与水混合稳定性试验。
增补了沥青混合料中沥青含量试验（燃烧炉法）。
沥青混合料抗剪强度试验（三轴压缩法）
增补了沥青混合料旋转压实试件制作方法（SGC方法）。
增补了沥青混合料旋转压实和剪切性能试验（GTM方法）
增补了沥青混合料单轴压缩动态模量试验。
增补了沥青混合料四点弯曲疲劳寿命试验。
仪器：
• 烘箱：200℃（有温度控制调节器）
• 加热炉具：电炉、燃气炉
6 2020/2/5
• 石棉垫：不小于炉具加热面积 • 滤筛：筛孔孔径为0.6mm
• 烧杯：1000ml • 乳化剂
• 天平：称量2000g感量不大于1g，称量100g感量不 大于0.1g
• 温度计：0 ℃～100 ℃及200 ℃分度0.1 ℃ • 沥青盛样器皿 • 玻璃拌、溶剂、洗油、棉纱等
增补了稀浆混合料车辙变形试验
增补了稀浆混合料拌和试验。
补了稀浆混合料配伍性等级试验。
删除了T0723沥青合混合料中沥青含量试验（回流式抽提仪法）、
T0724沥青混合料中沥青含量试验（脂肪抽提器法）。
3
2020/2/5
3、沥青取样与试样准备(T0601-2011)
（1）沥青取样方法
对沥青混合料试件密度的测定方法、体积参数计算方法进行了补充完 善；同时对沥青混合料试件的保存条件提出了要求。
增补了沥青恋曲蠕变劲度试验（弯曲梁流变仪法）。
2 2020/2/5
增补了沥青流变性质试验（动态剪切流变仪法）。
增补了沥青断裂性能试验（直接拉伸法）。 低温抗开裂
增补了压力老化容器加速沥青老化试验。（压力老化仪PAV）
2011年9月13日发布
2011年12月1日实施
本次对原规程共修订43项，增补13项，删除2项。主要修订内容有：
修改完善了部分沥青及沥青混合料试验方法的适用范围、仪具与材料 技术要求、方法与步骤等。
在沥青混合料理论最大相对密度测定方法中，取消了真空度标准，统 一采用负压标准，同时对试验步骤中的细节进行了修订。
（2）塑性—用延度表示。 在一定的温度下，按一定的速度拉伸至断裂。低温延度 值大，在低温环境下沥青的开裂性相对较小。
（3）温度敏感性—以软化点表示： 是沥青材料热稳定性的指标也是沥青条件粘度的表示方式。
（4）加热稳定性-抗老化性 老化的影响因素，氧化、挥发、接触时间、光照、加热。
1 2020/2/5
一个舱的沥青样品供检验用 E、从沥青桶中取样 当能确定是同一批生产的产品时，可随机取样 选取沥青样品桶数
5 2020/2/5
沥青桶总数 2-8 9-27 28-64
65-125 126-216
选取沥青样品桶数
选取桶样
沥青桶总数
2
217-343
3
344-512
4
513-729
5
730-1000
6
1001-1331