熱機械法測定瀝青熱變形的研究.pdf

1、本文利用熱機械分析儀(TMA)測定中間相瀝青 AR、P1和各向同性瀝青 P2單層顆粒隨溫度升高的變形過程，并結(jié)合顯微放大鏡觀察瀝青顆粒的熱形態(tài)結(jié)構(gòu)變化；在此基礎上系統(tǒng)研究試樣顆粒粒度、升溫速率、壓桿壓力等測試條件對熱機械法測定瀝青變形過程和特征溫度值的影響。此外，還研究了熱機械分析儀測試高分子材料聚丙烯、聯(lián)苯以及金屬材料鎂、銦熔點的適用性。研究結(jié)果表明：
　　單層瀝青 AR顆粒的熱機械曲線中，TMA曲線存在兩個下降部分，DTMA曲

2、線出現(xiàn)兩個對應峰，分別對應瀝青的軟化和流動變形過程。特征溫度下顆粒的顯微放大照片顯示，首先大顆粒瀝青發(fā)生變形，頂部變得扁平，隨著溫度不斷升高，顆粒逐漸變軟，顆粒間縫隙逐漸減小，接觸面積逐漸增大，直至顆粒間隙消失瀝青成為餅狀，此變形過程對應于DTMA第一個峰，隨后溫度繼續(xù)升高瀝青開始流動。將變形速率最大的溫度 T2、T5分別作為瀝青軟化和流動變形過程的特征溫度。
　　熱機械法測試其它中間相瀝青 P1和各向同性瀝青 P2，所得熱機械曲

3、線與中間相瀝青 AR曲線形狀相似，變化趨勢相同，只是曲線變化時的溫度不同。三種瀝青的重復性試驗結(jié)果顯示，軟化過程的半峰寬中點溫度 Tm與T2值接近，且標準差更小，穩(wěn)定性更好，更適合表征瀝青的軟化變形過程。
　　三種瀝青的特征溫度值 Tm和T5與各自梅特勒軟化點 Ts進行對比，得出：Tm=88.0％±0.9% Ts(開爾文溫度)，T5=99.1%±0.3% Ts(開爾文溫度)。瀝青的梅特勒軟化點實為其流動點，與熱機械法測定瀝青的變形

4、過程相吻合。
　　研究了瀝青顆粒粒度、升溫速率、壓桿壓力等試驗條件對熱機械法測定結(jié)果的影響。瀝青的軟化和流動溫度隨著顆粒粒度的增大而升高，且只有在合適的粒度范圍內(nèi)（40-80目）才能同時測得瀝青的軟化和流動變形過程。軟化和流動溫度隨著升溫速率的增大和壓力的減小而升高，且升溫速率對流動溫度的影響較大，使其呈線性增長。試樣量增加，DTMA峰形變得高尖，且特征溫度值均隨試樣量的增大而升高，改變試樣量大小對流動溫度的測定影響較大。