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乳化沥青微粒离子电荷试验检测

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发布时间：2025-06-01 04:19:59 更新时间：2025-05-31 04:19:59

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

乳化沥青微粒离子电荷试验检测

乳化沥青作为一种重要的道路建筑材料，其性能直接影响道路工程的施工质量和耐久性。其中，乳化沥青微粒的离子电荷特性是评价其稳定性和与骨料相容性的关键指标。乳化沥青在水相中分散形成带电微粒，根据其表面所带电荷的不同，可分为阳离子乳化沥青（带正电荷）和阴离子乳化沥青（带负电荷）。准确测定微粒的离子电荷性质，对于选择合适的乳化沥青类型（尤其是阳离子或阴离子型）、预测其与特定矿物骨料的粘附性、评估储存稳定性以及确保施工效果（如破乳速度、粘结强度）至关重要。该试验是乳化沥青质量控制和应用指导的核心检测项目之一。

检测项目

本试验的核心检测项目是确定乳化沥青分散微粒所带的离子电荷性质，即判断其属于阳离子乳化沥青（微粒带正电荷）还是阴离子乳化沥青（微粒带负电荷）。其原理是基于电泳现象：带电微粒在直流电场作用下会向与其自身电荷相反的电极方向移动。

检测仪器

进行乳化沥青微粒离子电荷试验，通常需要以下关键仪器设备：

1. 直流电源： 能够提供稳定、可调的直流电压，通常范围在50-300V，常用工作电压为30V或100V。要求电压稳定，波动小。
2. 电极板： 一对惰性金属电极板（常用不锈钢或铂金片），尺寸需满足标准要求（如长约100mm，宽约10mm），平行、洁净地安装在绝缘支架上，间距固定（通常约为6.5cm）。
3. 试验容器： 透明玻璃槽或烧杯，用于盛放乳化沥青试样，并容纳电极板浸入其中。
4. 电源连接线： 将直流电源正负极可靠连接到两个电极板上。
5. 取样工具： 玻璃棒、滴管或移液管，用于取用和转移乳化沥青试样。
6. （可选）显微镜/放大镜： 辅助观察电极板表面微粒的聚集情况。

检测方法

乳化沥青微粒离子电荷试验的操作步骤如下：

1. 试样准备： 将待测乳化沥青样品充分搅拌均匀（避免剧烈搅拌引入气泡）。
2. 盛放试样： 将适量搅拌均匀的乳化沥青倒入洁净、干燥的试验容器中，液面高度需确保能浸没电极板的规定部分（通常浸入深度约50mm）。
3. 安装电极： 将两片洁净、干燥的电极板平行、竖直地浸入乳化沥青试样中，确保两板间距恒定（如6.5±0.1cm），并且与容器壁保持一定距离。
4. 连接电源： 用导线将直流电源的正极和负极分别连接到两个电极板上。连接务必准确、可靠。
5. 施加电压： 开启直流电源，施加规定的直流电压（通常为30±1V 直流电）。
6. 观察与记录： 通电后，静置观察数分钟（通常3-5分钟）：

仔细观察电极板周围乳化沥青微粒的运动方向或最终在电极板表面的聚集情况。
若乳化沥青微粒（呈现为棕褐色或黑色絮凝物/条带）向阴极（连接电源负极的板）聚集，则表明微粒带正电荷，该乳化沥青为阳离子乳化沥青。
若乳化沥青微粒向阳极（连接电源正极的板）聚集，则表明微粒带负电荷，该乳化沥青为阴离子乳化沥青。

7. 关闭电源： 观察记录完毕后，关闭直流电源，断开连接。
8. 清理： 立即取出电极板，用溶剂（如煤油、柴油）和软布彻底清洗干净，晾干备用。

检测标准

乳化沥青微粒离子电荷试验主要依据以下国内外标准规范进行：

1. 中国国家标准/行业标准：

JTG E20-2011 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的 T 0653-1993 “乳化沥青微粒离子电荷试验”。该标准详细规定了试验目的、仪器设备、试验步骤和结果报告的要求。
NB/SH/T 0981-2019 《乳化沥青微粒离子电荷的测定》是更为专门的石油化工行业标准。

2. 国际标准：

ASTM D244 “Standard Test Methods for Emulsified Asphalts” 中的相关方法（如通过电泳试验判断电荷类型）。
EN 12846-1:2011 “Bitumen and bituminous binders - Determination of efflux time by the efflux viscometer - Part 1: Bituminous emulsions” 或其他相关欧洲标准中关于电荷判定的章节或方法参考。

这些标准在试验原理和核心操作上基本一致，但在具体细节（如电极尺寸、间距、浸入深度、推荐工作电压、观察时间等）上可能存在细微差异。进行检测时应遵循所依据的具体标准或客户要求的规范。