旋转薄膜加热检测
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发布时间:2025-06-01 19:30:43 更新时间:2025-05-31 19:30:43
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作者:中科光析科学技术研究所检测中心
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旋转薄膜加热试验(Rolling Thin Film Oven Test, RTFOT)是石油化工和道路工程领域一项至关重要的沥青老化模拟检测方法。它主要用于评估石油沥青(尤其是道路沥青)在短期热老化(如拌合、储存和运输过程)条件下的性能变化。该试验通过模拟沥青在高温拌合设备中形成的薄膜状态受热和空气氧化的过程,精确预测沥青在实际应用中的抗老化能力、粘度变化及耐久性表现。试验结果直接影响沥青混合料的设计与路用性能评价,是确保道路工程质量和使用寿命的核心质量控制环节。了解沥青经过RTFOT后的性能变化,对筛选优质沥青材料、优化施工工艺和提升道路长期服役性能具有不可替代的作用。
RTFOT主要评估沥青样品在经过规定条件的热老化处理后,其关键物理化学性质的变化。核心检测项目包括:
1. 质量变化(质量损失):通过老化前后样品质量差计算质量损失百分比,反映轻质馏分挥发和氧化反应程度,是评价沥青热稳定性的直观指标。
2. 物理性能变化:包括老化后残留物的: - 针入度:测试沥青的软硬程度(稠度),计算残留针入度比(老化后针入度/原样针入度×100%)。 - 软化点:测定沥青高温稳定性,计算软化点增量。 - 延度(通常为5℃或10℃):评价沥青的低温延展性与塑性变形能力,计算残留延度。 - 粘度(如60℃动力粘度):衡量其施工和易性及高温抗变形能力。
3. 溶解度(可选):检测老化后沥青在三氯乙烯等溶剂中的溶解度,评估其老化降解程度。
RTFOT的核心专用设备是旋转薄膜烘箱(RTFO Oven),其结构需严格符合标准要求,主要包括:
1. 恒温烘箱:内部容积足以容纳旋转支架,能精确控制在规定试验温度(通常为163±0.5℃或根据标准),并具备强制空气循环系统。
2. 旋转支架:可水平放置多个(通常8个或4个)透明玻璃盛样瓶(容量约85ml),并能以15±0.2 r/min的恒定速度旋转。
3. 盛样瓶(旋转瓶):耐热玻璃制成,形状和尺寸标准化,确保沥青能在内壁形成均匀薄膜。
4. 供气系统:能以恒定流速(通常4000±200 mL/min)向每个盛样瓶通入干燥、洁净的空气,加速氧化反应。
5. 温度监测装置:高精度温度计或传感器,实时监测并记录烘箱内部空气温度及试样附近温度。
6. 配套仪器:用于性能测试的针入度仪、软化点仪(环球法)、延度仪、粘度计(如布氏粘度计)、分析天平等。
RTFOT的操作流程需严格遵循标准步骤:
1. 样品准备:将代表性的沥青试样加热至充分流动状态,避免局部过热。按标准要求准确称取定量(通常35±0.5g)试样,注入洁净干燥的盛样瓶中。
2. 安装与通气:将盛有试样的瓶子牢固安装在烘箱内的旋转支架上。开启供气系统,确保每个瓶子以规定流速通入空气。关闭烘箱门。
3. 加热与旋转:启动烘箱加热系统及旋转支架。将烘箱温度在30分钟内升至规定试验温度(如163℃),并在此温度下保持恒温,同时保持支架恒定旋转(15r/min)。标准试验时间为85分钟(包括升温时间)。
4. 冷却与收集:试验结束后,迅速停止旋转和通气。小心取出盛样瓶(避免烫伤和损失残留物),置于干燥器中冷却至室温。将瓶内所有残留物刮出并收集备用。
5. 性能测试:将收集到的残留物按相关标准方法进行针入度、软化点、延度、粘度等物理性能测试,并计算质量损失。
6. 结果计算与报告:根据原始样品和老化残留物的测试数据,计算各项性能指标的变化(如质量损失百分比、残留针入度比、软化点增量、延度保留率等),并出具检测报告。
RTFOT的执行需严格依据国际、国家或行业标准,确保结果的准确性和可比性。主要标准包括:
1. 国际标准: - ASTM D2872 - 《沥青粘合剂薄膜烘箱试验的标准试验方法》(Standard Test Method for Effect of Heat and Air on a Moving Film of Asphalt (Rolling Thin-Film Oven Test))。这是应用最广泛的国际标准。 - AASHTO T 240 - 《用薄膜烘箱加热对沥青粘合剂影响的试验方法》(Standard Method of Test for Effect of Heat and Air on a Moving Film of Asphalt Binder (Rolling Thin-Film Oven Test))。美国州公路与运输官员协会标准。
2. 中国标准: - GB/T 5304 - 《石油沥青薄膜烘箱试验法》(等同于ASTM标准)。 - JTG E20-2011 - 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》中的 T 0610 - 《沥青旋转薄膜加热试验》。中国公路行业强制标准。
这些标准详细规定了试验设备的技术参数(烘箱尺寸、温度精度、旋转速度、空气流量)、样品量、试验温度(一般为163℃)、试验时间(通常75分钟恒温 + 10分钟升温 = 85分钟总时间)、操作步骤、结果计算及精度要求。选择检测标准时,需根据产品应用领域、客户要求或法规规定进行。不同标准在细节上(如盛样瓶数量、精确温度设定点)可能存在微小差异,执行时应明确标注所依据的标准版本。
证书编号:241520345370
证书编号:CNAS L22006
证书编号:ISO9001-2024001
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