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探讨水利工程中沥青材料的检测方法

2020-06-27 223 上传者：管理员

摘要：沥青材料是水利工程施工的基础性材料之一，对沥青材料的科学检测是保障水利工程品质的重要操作。为此，本文对当前水利工程施工中沥青材料的检测内容与检测方法进行了具体分析，以便科学操作、获得准确检测结果，为水利工程质量控制提供可靠的依据。

关键词：
检测方法
水利工程
水工材料
沥青材料
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沥青作为水利工程施工的重要材料之一，其配制指标、性能都是决定水利工程品质的关键性因素，因此，在实际施工中，科学的检测沥青材料具有至关重要的作用，但当前从具体的检测实践中来看，现行水利行业还没有系统的沥青检测规范，仍然参考电力行业或是交通行业沥青检测规范。基于此，深入探究水利工程中沥青材料的检测方法仍然具有重要现实意义。

1、水利工程中沥青材料检测内容

1.1 沥青针入度检测

沥青本身是一种半固体材料，但在水利工程施工中需要液体形态、具有一定粘稠度的沥青，针入度则是检测液态沥青粘稠度是否达到标准的一项内容。因当前市场上沥青材料生产厂家不同，沥青半固体形态时的硬度也不同，所以粘稠度上也存在差异，而粘稠度是评估沥青性能的一项重要指标，精准的检测对于判断沥青品质有着重要意义。该项检测过程中需要使用到针入度仪、标准针、盛样皿、恒温水浴等设备。

1.2 沥青软化点检测

从沥青的性质上来讲，沥青属于非晶质高分子有机胶凝材料，但却与其他非晶质高分子材料存在明显差异，沥青不具备液化点与固化点，通常采用规定条件下的硬化点或滴落点来表示其状态的转变。沥青又是一种温度变化极为敏感的感温性材料，其性能表现与环境状况密切相关。沥青材料在硬化点到滴落点之间的温度区间里，呈现出一种粘滞流动状态，在工程中为保证沥青不致因温度升高而产生流动的状态，取滴落点和硬化点之前温度间隔的87.21%当作软化点。软化点是反映材料热稳定性的指标。检测过程中需要使用软化点试验仪、耐热玻璃烧杯等设备[1]。

1.3 沥青延度检测

沥青作为一种半固体材料，极易受到外部环境因素、外作用力的影响，出现变形与变质问题，导致沥青的性能无法满足水利工程需要。因此，通过延度测试能够检测沥青材料塑性形变情况，判断沥青在负载后以及遭受外力时的变形情况。检测过程中需要使用到延度仪、试模、试模底板等设备。

2、水利工程中沥青材料检测方法

2.1 针入度检测方法及具体操作

针入度检测主要分为2个步骤：(1)做好检测前的准备工作。将待检测试样放入盛样皿中，样品高度通常高出预计值1cm，避免检测过程中触碰盛样皿底部，影响检测准确性；放入盛样皿后要立即盖上盖子，避免环境中的不稳定因素污染试样；将装有试样的盛样皿冷却，冷却时间控制在1-2.5h内；经过冷却后的试样放入到恒温水浴中加热，加热时间应根据试样的体积以及反应情况进行确定；完成上述操作后，使用针入度仪、标准针进行检测，检测过程中针入度仪应始终保持水平状态，保持标准针与连杆之间处于固紧状态；并根据检测情况合理应用具有一定重量的砝码[2]。

(2)进入正式实验，将试样从恒温水浴中取出，放置到平底玻璃皿上，保持试样始终处于恒温状态，整个实验过程中试样的上下温度变化不能超过0.10℃范围内；取出试样后，加入能够浸没试样并高出试样表面1cm的水，但在实验中要做好抑制水分蒸发工作；完成上述操作后，将样品放置在针入度仪上，在相同的实验条件下，反复展开三次检测，以便保障检测结果的准确性。需要注意的是实验中标准针的落点尽量为试样的中心点，尽量避免接触试样边缘；同时，如果检测中沥青试样针入度处于>200状态，要使用3根标准针进行检测，检测过程中，已插入的标准针无需拔出[3]。

检测最少要进行三次，每次都需要准确、完整记录数据结果，并对比数据存在较大误差的情况，分析是否存在错误，无问题后应通过三次检查的平均值求得沥青材料的针入度。

2.2 软化点检测方法及具体操作

软化点检测也分为两种情况：(1)在检测软化点<80℃的沥青材料时，需要将试样环放在底板上，一同进入冷水中进行冷却，冷却时间应>15min；同时准备烧杯，加入新煮沸的沸水，沸水温度降至常温后，将冷却后的试样放置在试验仪的支架中层板圆孔内，做好试样固定，并在实验记录中记入实验前试样参数；完成上述准备后，开始试样加热，可以使用加热炉具等辅助设备，但加热过程中温度应处于持续上升状态，切勿出现温度巨变情况，随着温度的升高观察沥青材料成为液体并滴落的时间，将滴落时间记录到检测记录当中[4]。(2)在检测软化点>80℃的沥青材料时，基本操作与上述相同，但冷却环节需要将试样放入甘油当中；而且加热环节使用的也非常温沸水，而是温度为32℃的甘油，检测中记入沥青材料成为液体以及有液体滴落的时间。

需要注意的是，检测过程中必须保障冷却时间充足；严格控制加热环节温度的上升，并且以80℃为分界点对沥青材料进行严格区分，选择正确的检测方法。

2.3 延度检测方法及具体操作

延度检测也分为两个步骤：(1)检测准备工作，由于检测中需要使用到隔离剂材料，应在检测前提前做好搅拌工作，保障隔离剂处于均匀状态后，涂抹在试模内表面上，并按照程序组装试模，将沥青检测试样倒入试模中，进入冷却环节，延度检测中冷却时间应控制在30-40min内，随后在使用延度仪进行检测。(2)正式检测过程中，准备好调零状态的延度仪，将完成处理的样品放置到延度仪上，样品的高度应低于水面25mm；使用延度仪检测后，密切关注延度仪的变化情况，如果延度仪出现晃动，要及时做好延度仪固定，调整延度仪，保障其始终处于稳定状态；如果检测中使用的延度仪有循环水，检测中必须将循环水系统关闭，避免检测过程中试样浮出水上或浸入到水下，为了避免这一现象，可以选择对检测结果不造成影响的材料增加水的密度，如食盐、酒精等[5]。

延度检测也应在相同的检测条件下进行3次，当3次检测结果误差处于允许浮动范围内时，求3次检测结果平均值作为最终的检测结果。

此外，除了沥青材料性能的检测，在水利工程中也经常需要检测沥青材料的含量，以便合理应用与配制沥青。沥青材料的含量检测通常采用燃烧法或离心抽提法。其中燃烧法是当前水利工程规范中最常应用的一种新方法，在国外的应用较为普遍，这种方法的基本原理是：沥青作为混合材料，其中含有有机物与无机物两种成分，通过燃烧炉高温燃烧沥青，可以将其可燃的成分燃烧掉，留下无法燃烧的无机矿物质，实现油石分离，则可以检测出沥青材料的含量。离心抽提法是一种传统的沥青材料含量检测方法，与燃烧法相比其耗时长、操作复杂，而且容易受到环境的影响，检测结果误差较大。

3、结束语

综上所述，文章详细分析了沥青材料针入度、软化点、延度、含量四项检测内容的检测方法，其中探究了具体的检测操作步骤以及检测的注意事项，希望为同行业提供有效的参考，以便在检测过程中及时调整不规范的检测行为；并逐步优化检测方法，提升检测质量与效率，保障检测结果的精准性、可靠性，为水利工程施工中合理应用沥青材料提供科学的参考依据。

参考文献：

[1]周亮.土石坝沥青混凝土心墙材料配合比试验研究[J].黑龙江水利科技,2018,46(5):60-63.

[2]郝巨涛,纪国晋,孙志恒,等.水工结构材料研究的回顾与展望[J].中国水利水电科学研究院学报,2018,16(5):405-416.

[3]洪浩凯,张恒龙,黄立葵.核磁共振､热分析和扫描电镜用于沥青材料表征的研究进展[J].公路交通科技,2019,36(12):15-28.

[4]郑军国.试论公路沥青材料检测技术与质量管控[J].建筑·建材·装饰,2019(16):73-74.

[5]张好.沥青原材料检测试验室危险源辨识和控制[J].百科论坛电子杂志,2018(21):197.

徐英.水利工程中沥青材料的检测方法探究[J].建材与装饰,2020(17):43-44.