水利工程中瀝青材料的檢測方法探究

徐英

（貴州省水利水電勘測設計研究院 貴州貴陽 550000）

瀝青作為水利工程施工的重要材料之一，其配制指標、性能都是決定水利工程品質(zhì)的關(guān)鍵性因素，因此，在實際施工中，科學的檢測瀝青材料具有至關(guān)重要的作用，但當前從具體的檢測實踐中來看，現(xiàn)行水利行業(yè)還沒有系統(tǒng)的瀝青檢測規(guī)范，仍然參考電力行業(yè)或是交通行業(yè)瀝青檢測規(guī)范。基于此，深入探究水利工程中瀝青材料的檢測方法仍然具有重要現(xiàn)實意義。

1 水利工程中瀝青材料檢測內(nèi)容

1.1 瀝青針入度檢測

瀝青本身是一種半固體材料，但在水利工程施工中需要液體形態(tài)、具有一定粘稠度的瀝青，針入度則是檢測液態(tài)瀝青粘稠度是否達到標準的一項內(nèi)容。因當前市場上瀝青材料生產(chǎn)廠家不同，瀝青半固體形態(tài)時的硬度也不同，所以粘稠度上也存在差異，而粘稠度是評估瀝青性能的一項重要指標，精準的檢測對于判斷瀝青品質(zhì)有著重要意義。該項檢測過程中需要使用到針入度儀、標準針、盛樣皿、恒溫水浴等設備。

1.2 瀝青軟化點檢測

從瀝青的性質(zhì)上來講，瀝青屬于非晶質(zhì)高分子有機膠凝材料，但卻與其他非晶質(zhì)高分子材料存在明顯差異，瀝青不具備液化點與固化點，通常采用規(guī)定條件下的硬化點或滴落點來表示其狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。瀝青又是一種溫度變化極為敏感的感溫性材料，其性能表現(xiàn)與環(huán)境狀況密切相關(guān)。瀝青材料在硬化點到滴落點之間的溫度區(qū)間里，呈現(xiàn)出一種粘滯流動狀態(tài)，在工程中為保證瀝青不致因溫度升高而產(chǎn)生流動的狀態(tài)，取滴落點和硬化點之前溫度間隔的87.21%當作軟化點。軟化點是反映材料熱穩(wěn)定性的指標。檢測過程中需要使用軟化點試驗儀、耐熱玻璃燒杯等設備[1]。

1.3 瀝青延度檢測

瀝青作為一種半固體材料，極易受到外部環(huán)境因素、外作用力的影響，出現(xiàn)變形與變質(zhì)問題，導致瀝青的性能無法滿足水利工程需要。因此，通過延度測試能夠檢測瀝青材料塑性形變情況，判斷瀝青在負載后以及遭受外力時的變形情況。檢測過程中需要使用到延度儀、試模、試模底板等設備。

2 水利工程中瀝青材料檢測方法

2.1 針入度檢測方法及具體操作

針入度檢測主要分為2個步驟：①做好檢測前的準備工作。將待檢測試樣放入盛樣皿中，樣品高度通常高出預計值1cm，避免檢測過程中觸碰盛樣皿底部，影響檢測準確性；放入盛樣皿后要立即蓋上蓋子，避免環(huán)境中的不穩(wěn)定因素污染試樣；將裝有試樣的盛樣皿冷卻，冷卻時間控制在1-2.5h內(nèi)；經(jīng)過冷卻后的試樣放入到恒溫水浴中加熱，加熱時間應根據(jù)試樣的體積以及反應情況進行確定；完成上述操作后，使用針入度儀、標準針進行檢測，檢測過程中針入度儀應始終保持水平狀態(tài)，保持標準針與連桿之間處于固緊狀態(tài)；并根據(jù)檢測情況合理應用具有一定重量的砝碼[2]。②進入正式實驗，將試樣從恒溫水浴中取出，放置到平底玻璃皿上，保持試樣始終處于恒溫狀態(tài)，整個實驗過程中試樣的上下溫度變化不能超過0.10℃范圍內(nèi)；取出試樣后，加入能夠浸沒試樣并高出試樣表面1cm的水，但在實驗中要做好抑制水分蒸發(fā)工作；完成上述操作后，將樣品放置在針入度儀上，在相同的實驗條件下，反復展開三次檢測，以便保障檢測結(jié)果的準確性。需要注意的是實驗中標準針的落點盡量為試樣的中心點，盡量避免接觸試樣邊緣；同時，如果檢測中瀝青試樣針入度處于＞200狀態(tài)，要使用3根標準針進行檢測，檢測過程中，已插入的標準針無需拔出[3]。

檢測最少要進行三次，每次都需要準確、完整記錄數(shù)據(jù)結(jié)果，并對比數(shù)據(jù)存在較大誤差的情況，分析是否存在錯誤，無問題后應通過三次檢查的平均值求得瀝青材料的針入度。

2.2 軟化點檢測方法及具體操作

軟化點檢測也分為兩種情況：①在檢測軟化點＜80℃的瀝青材料時，需要將試樣環(huán)放在底板上，一同進入冷水中進行冷卻，冷卻時間應＞15min；同時準備燒杯，加入新煮沸的沸水，沸水溫度降至常溫后，將冷卻后的試樣放置在試驗儀的支架中層板圓孔內(nèi)，做好試樣固定，并在實驗記錄中記入實驗前試樣參數(shù)；完成上述準備后，開始試樣加熱，可以使用加熱爐具等輔助設備，但加熱過程中溫度應處于持續(xù)上升狀態(tài)，切勿出現(xiàn)溫度巨變情況，隨著溫度的升高觀察瀝青材料成為液體并滴落的時間，將滴落時間記錄到檢測記錄當中[4]。②在檢測軟化點＞80℃的瀝青材料時，基本操作與上述相同，但冷卻環(huán)節(jié)需要將試樣放入甘油當中；而且加熱環(huán)節(jié)使用的也非常溫沸水，而是溫度為32℃的甘油，檢測中記入瀝青材料成為液體以及有液體滴落的時間。

需要注意的是，檢測過程中必須保障冷卻時間充足；嚴格控制加熱環(huán)節(jié)溫度的上升，并且以80℃為分界點對瀝青材料進行嚴格區(qū)分，選擇正確的檢測方法。

2.3 延度檢測方法及具體操作

延度檢測也分為兩個步驟：①檢測準備工作，由于檢測中需要使用到隔離劑材料，應在檢測前提前做好攪拌工作，保障隔離劑處于均勻狀態(tài)后，涂抹在試模內(nèi)表面上，并按照程序組裝試模，將瀝青檢測試樣倒入試模中，進入冷卻環(huán)節(jié)，延度檢測中冷卻時間應控制在30-40min內(nèi)，隨后在使用延度儀進行檢測。②正式檢測過程中，準備好調(diào)零狀態(tài)的延度儀，將完成處理的樣品放置到延度儀上，樣品的高度應低于水面25mm；使用延度儀檢測后，密切關(guān)注延度儀的變化情況，如果延度儀出現(xiàn)晃動，要及時做好延度儀固定，調(diào)整延度儀，保障其始終處于穩(wěn)定狀態(tài)；如果檢測中使用的延度儀有循環(huán)水，檢測中必須將循環(huán)水系統(tǒng)關(guān)閉，避免檢測過程中試樣浮出水上或浸入到水下，為了避免這一現(xiàn)象，可以選擇對檢測結(jié)果不造成影響的材料增加水的密度，如食鹽、酒精等[5]。

延度檢測也應在相同的檢測條件下進行3次，當3次檢測結(jié)果誤差處于允許浮動范圍內(nèi)時，求3次檢測結(jié)果平均值作為最終的檢測結(jié)果。

此外，除了瀝青材料性能的檢測，在水利工程中也經(jīng)常需要檢測瀝青材料的含量，以便合理應用與配制瀝青。瀝青材料的含量檢測通常采用燃燒法或離心抽提法。其中燃燒法是當前水利工程規(guī)范中最常應用的一種新方法，在國外的應用較為普遍，這種方法的基本原理是：瀝青作為混合材料，其中含有有機物與無機物兩種成分，通過燃燒爐高溫燃燒瀝青，可以將其可燃的成分燃燒掉，留下無法燃燒的無機礦物質(zhì)，實現(xiàn)油石分離，則可以檢測出瀝青材料的含量。離心抽提法是一種傳統(tǒng)的瀝青材料含量檢測方法，與燃燒法相比其耗時長、操作復雜，而且容易受到環(huán)境的影響，檢測結(jié)果誤差較大。

3 結(jié)束語

綜上所述，文章詳細分析了瀝青材料針入度、軟化點、延度、含量四項檢測內(nèi)容的檢測方法，其中探究了具體的檢測操作步驟以及檢測的注意事項，希望為同行業(yè)提供有效的參考，以便在檢測過程中及時調(diào)整不規(guī)范的檢測行為；并逐步優(yōu)化檢測方法，提升檢測質(zhì)量與效率，保障檢測結(jié)果的精準性、可靠性，為水利工程施工中合理應用瀝青材料提供科學的參考依據(jù)。