一种基于剪切模量表征沥青低温性能的评价方法

摘要

本发明涉及一种基于剪切模量表征沥青低温性能的评价方法，通过将选定的待检测沥青在‑35℃—5℃范围内选择合适的低温温度，在一定频率下给沥青一个水平剪切应变，通过动态剪切流变仪测定沥青产生应力并计算剪切模量，通过剪切模量的数值表征沥青低温性能。通过本方法表征沥青低温性能，相比传统的延度测试，其理论性更强、更精确，所采用的试验方法更接近实际使用场景，可以反映出沥青在低温场景下的实际应用性能。

说明书

技术领域

本发明属于检测工程技术领域，涉及一种基于剪切模量表征沥青低温性能的评价方法。

技术背景

低温性能是沥青的重要性能指标，其很大程度上决定了沥青类材料的使用性能与寿命。在沥青材料在各领域的应用中，尤其以建筑防水专用沥青对沥青的低温性能最为看重。

目前我国评价防水卷材专用沥青低温性能的测试方法一般为低温柔性测试，其误差大、主观性强、准确率低,无法精确判定沥青的低温性能。随着流变学在沥青检测领域的应用与探索，通过流变学已经可以较好的评价沥青在高温和中温时的力学性质,但目前未在沥青低温性能的检测中进行应用和突破。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种基于流变力学理论的沥青低温性能评价方法，可以快速、量化、准确的评价沥青材料的低温性能，尤其是对于防水卷材专用沥青。

为实现上述目的，本申请是通过以下技术方案实现的：

一种基于剪切模量表征沥青低温性能的评价方法，包括以下步骤：

1)选定需要测试其低温性能的沥青种类；

2)根据所测试沥青种类所应用的实际场景，在设定温度范围内选择该设定温度范围内的低温温度，在设定的加载频率下给所测试的沥青一个水平剪切应变，并进行正弦循环加载，测定沥青因抵抗变形所产生的应力；

3)通过动态剪切流变仪所获得的数值，计算剪切模量G来表征低温性能，计算公式如下所示：

式中：

G—剪切模量，Pa；

τ

γ

优选的，所述步骤1)中选定的待测沥青为50#、70#、90#、110#基质沥青、聚合物改性沥青或防水专用沥青。

优选的，在步骤1)和步骤2)之间还包括将选定的待测试沥青在烘箱内加热至充分流动，然后浇筑至沥青模具中，将浇筑完毕的模具放入冰箱中冷却待用。

优选的，所述步骤2)中采用的检测仪器为动态剪切流变仪。

优选的，所述步骤2)采用的设定温度范围为-35℃～5℃。

优选的，所述步骤2)采用的设定的加载频率范围为1rad/s～5rad/s。

优选的，所述步骤2)采用的水平剪切应变范围为0.1％～1％。

本发明的有益效果是：

本发明提出的基于剪切模量表征沥青低温性能的评价方法，可以精准评价沥青材料的低温性能，弥补技术空白，具有极强的潜力和应用前景。

具体实施方式

为使本发明的陈述更加容易理解，下面将结合实施例对本发明内容作详细描述，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。

实施例1：

本实施例提供一种基于剪切模量表征沥青低温性能的评价方法，实施步骤如下：

本实施例选取SBS改性沥青I-C进行测试。

将SBS改性沥青在135℃±5℃烘箱内进行加热，直至充分流动，后浇筑至圆片状沥青模具中，将浇筑完毕的模具放入-10℃冰箱中冷却待用，冷却时间为20mi n。

本实施例使用动态剪切流变仪进行试验，将试验板固定，建立试验板零间隙水平后。放置试验样品至试验板，并加热试件修整器，修整周边多余沥青。

将试件温度设置为0℃，对试件恒温15mi n后开始试验。动态剪切流变仪的应力采用在3rad/s频率下的正弦加载方式，剪切应变设置为0.3％，通过计算机自动数据采集及处理可直接得出沥青的剪切应力。

根据应变和检测采集得到的剪切应力通过公式(1)计算剪切模量，得到本实施例中改性沥青样品在-10℃下的剪切模量为90MPa。

实施例2：

本实施例提供一种基于剪切模量表征沥青低温性能的评价方法，实施步骤如下：

本实施例选取200#低粘柔性沥青进行测试。

将200#沥青在110℃±5℃烘箱内进行加热，至充分流动，后浇筑至圆片状沥青模具中，将浇筑完毕的模具放入-25℃冰箱中冷却待用，冷却时间为30mi n。

本实施例使用动态剪切流变仪进行试验，将试验板固定，建立试验板零间隙水平后。放置试验样品至试验板，并加热试件修整器，修整周边多余沥青。

将试件温度设置为-25℃，对试件恒温15mi n后开始试验。动态剪切流变仪的应力采用在3rad/s频率下的正弦加载方式，剪切应变设置为0.5％，通过计算机自动数据采集及处理可直接得出沥青的剪切应力。

根据应变和检测采集得到的剪切应力通过公式(1)计算剪切模量，得到本实施例中200#沥青样品在-25℃下的剪切模量为0.5MPa。

实施例3：

本实施例提供一种基于剪切模量表征沥青低温性能的评价方法，实施步骤如下：

本实施例选取90#基质沥青进行测试。

将90#基质沥青在135℃±5℃烘箱内进行加热，直至充分流动，后浇筑至圆片状沥青模具中，将浇筑完毕的模具放入0℃冰箱中冷却待用，冷却时间为10mi n。

本实施例使用动态剪切流变仪进行试验，将试验板固定，建立试验板零间隙水平后。放置试验样品至试验板，并加热试件修整器，修整周边多余沥青。

将试件温度设置为5℃，对试件恒温15mi n后开始试验。动态剪切流变仪的应力采用在3rad/s频率下的正弦加载方式，剪切应变设置为1％，通过计算机自动数据采集及处理可直接得出沥青的剪切应力。

根据应变和检测采集得到的剪切应力通过公式(1)计算剪切模量，得到本实施例中改性沥青样品在5℃下的剪切模量为45MPa。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。