EN 13302 利用旋轉軸裝置測定瀝青黏合劑的動態黏度

歐洲標準「EN 13302 瀝青和瀝青黏合劑 - 使用旋轉軸裝置測定瀝青黏合劑的動態黏度」描述了使用旋轉軸裝置（同軸黏度計）測定各種瀝青黏合劑（改性和未改性瀝青黏合劑、瀝青乳液、抽出和流化瀝青黏合劑）動態黏度的方法。

這規定了標準應用溫度，但如有需要，也可以在其他溫度下測量動態黏度。同樣，如有必要，也可以用其他剪切速率下的測量結果來取代或補充標準剪切速率下的測量結果。

原則上，在裝有測試樣品的專用樣品容器中，對旋轉軸（例如圓柱體）施加扭矩，即可測量軸旋轉的相對阻力，從而得出樣品的動態黏度。為了獲得測試溫度下的真實動態黏度，可能需要引入形狀因子。

由於非牛頓流體的黏度值反映的是流體和測量系統的行為，而非材料本身的固有屬性，因此，採用此方法進行的測量可能並不總是能預測實際運作條件下的性能。非牛頓流體黏度值的比較應僅限於在相似剪切應力條件下進行的測量。

瀝青和瀝青黏合劑廣泛應用於道路建設、屋頂工程、防水系統和工業領域。其最重要的流變特性之一是動態黏度，它描述了材料在受力作用下抵抗流動的能力。 EN 13302 標準詳細描述了使用旋轉軸裝置測定動態黏度的方法。

本標準規定了使用配備旋轉軸的旋轉黏度計在高溫下測量瀝青黏合劑動態黏度的方法。該試驗適用於：

• 瀝青鋪路瀝青
• 聚合物改質瀝青
• 工業瀝青
• 瀝青生產中使用的瀝青黏合劑。

此方法提供的黏度值有助於表徵黏合劑在生產、運輸和應用過程中的使用和性能特徵。

此測試原理是基於旋轉軸在加熱的瀝青黏合劑樣品中遇到的阻力。軸浸入黏合劑中並以恆定速度旋轉。該裝置測量使軸旋轉所需的扭矩。此扭矩與材料的黏度直接相關。扭矩越高，表示：

• 高黏度
• 更大的流動阻力。

相反，扭矩越低，則表示：

• 低黏度
• 更多串流功能

本設備可自動將扭矩測量值轉換為動態黏度值。

測試中使用的設備包括以下設備：

• 旋轉黏度計
  • 馬達驅動旋轉軸系統
  • 數位扭力測量
  • 變動轉速
• 溫度控制系統
  • 加熱室或溫控樣品容器
  • 精確的溫度調節
• 米勒：根據以下因素，可以使用不同的軸幾何形狀：
  • 黏度範圍
  • 連接器類型
  • 測試溫度
• 樣品容器：專門設計的容器，用於確保軸浸深度和溫度分佈的一致性。

此測試通常遵循以下步驟：

• 樣品製備：將瀝青黏合劑小心加熱，直到其變得足夠流動，以便進行測試。
• 溫度調節：樣品通常保存在以下溫度：
  • 135 法令
  • 150 法令
  • 165 法令
  • 其他溫度標準另有規定。
• 軸安裝：根據標準的要求，選擇合適的軸並將其浸入樣品中。
• 測量：當軸以預定的速度旋轉時，黏度計記錄黏合劑阻力產生的扭矩。
• 計算：裝置計算動態黏度，通常以帕斯卡秒和毫帕斯卡秒等單位表示。

以下幾個因素會顯著影響黏度測量結果：

• 溫度：瀝青黏度與溫度密切相關。即使溫度發生微小變化，也會導致測得的黏度發生顯著變化。
• 軸的選擇：軸的選擇不當會導致以下問題：
  • 扭力過大
  • 扭力不足
  • 精度降低
• 轉速：瀝青黏合劑可能表現出非牛頓流體特性，因此轉速是關鍵參數。
• 樣品均勻性：樣品混合不均勻會導致結果不一致。

所描述的方法應用於以下領域：

• 品質控制：
  • 生產一致性驗證。
  • 政黨驗收測試
• 產品開發：
  • 新型黏合劑配方的評價。
  • 聚合物改質黏合劑的評價
• 瀝青生產：
  • 確定混合溫度。
  • 確定泵送溫度。
  • 加工性能評估
• 研究與開發：
  • 流變學表徵
  • 績效研究

動態黏度是一個重要參數，因為它會影響以下方面：

• 黏合劑的可泵性
• 儲存穩定性
• 與骨材的混合效率。
• 塗層性能
• 瀝青混合料的壓實特性
• 生產過程中的能源消耗

黏度測量對於聚合物改質瀝青來說尤其重要，因為改質可以顯著改變其流動特性。

旋轉軸法具有以下優點：

• 一個相對簡單的過程。
• 重複性好。
• 適用於較寬的黏度範圍。
• 快速測試
• 它已被國際廣泛接受。
• 適用於日常品質控制。

本標準所包含的一些限制如下：

• 測量結果對溫度控制非常敏感。
• 某些高強度黏合劑可能會表現出剪切相關的行為。
• 在某一溫度下所獲得的結果可能無法代表其他溫度下的性能。

總之，EN 13302 標準定義了一種使用旋轉軸裝置測定瀝青黏合劑動態黏度的標準化方法。此測試方法允許製造商、實驗室和道路管理部門透過測量加熱瀝青對軸旋轉的阻力來評估其流動特性、生產適用性和品質一致性。精確的黏度測量對於道路路面和工業應用中使用的瀝青材料的正確處理、混合、運輸和長期性能至關重要。

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