技術(shù)文章
基于接觸角測量儀的瀝青潤濕性測試
瀝青作為道路工程中最重要的粘結(jié)材料,其潤濕性能直接影響與集料的界面粘附性和路面服役壽命。接觸角測量作為表征材料表面潤濕性的經(jīng)典方法,在瀝青材料研究中發(fā)揮著不可替代的作用。通過測量瀝青與不同探測液體(水、甘油、二dian甲烷等)的接觸角,可以計算表面自由能及其分量,進(jìn)而評估瀝青與集料的粘附性能和抗水損害能力。
瀝青是由多種烴類及其非金屬衍生物組成的復(fù)雜混合物,其表面能特性受化學(xué)組成、溫度、老化狀態(tài)等多種因素影響。傳統(tǒng)評價瀝青潤濕性的方法(如水煮法、光電比色法等)存在主觀性強(qiáng)、定量困難等缺點。相比之下,接觸角測量技術(shù)具有操作簡便、結(jié)果精確和可重復(fù)性好等優(yōu)勢,已成為瀝青潤濕性研究的重要工具。
瀝青接觸角測量方法
1、靜態(tài)接觸角測量
薄膜制備法:
將瀝青樣品加熱至流動狀態(tài)(通常150-160℃)
在潔凈玻璃片或金屬板上制備均勻薄膜(厚度100-200μm)
冷卻至測試溫度(通常25℃或60℃)
使用微量注射器滴加2-5μL探測液體
通過光學(xué)系統(tǒng)捕獲液滴圖像,軟件分析接觸角
注意事項:
避免表面污染(測試前可用高純氮氣吹掃)
控制環(huán)境溫度(±1℃)和濕度(50±5%RH)
每個樣品至少測量5個不同位置取平均值
2、動態(tài)接觸角測量
動態(tài)接觸角包括前進(jìn)角(θ_A)和后退角(θ_R),通過增減液滴體積測量:
增液法:以0.1-1μL/s速率增加液滴體積,測量液滴前沿擴(kuò)展時的接觸角(前進(jìn)角)
減液法:以相同速率減少液滴體積,測量液滴回縮時的接觸角(后退角)
接觸角滯后:Δθ=θ_A-θ_R,反映表面粗糙度和化學(xué)異質(zhì)性
接觸角測量技術(shù)為瀝青潤濕性研究提供了定量化、標(biāo)準(zhǔn)化的評價手段,通過系統(tǒng)測量靜態(tài)/動態(tài)接觸角并計算表面能參數(shù),可以深入理解瀝青-集料界面作用機(jī)制,預(yù)測路面抗水損害性能。隨著測量技術(shù)的不斷進(jìn)步和理論模型的完善,接觸角分析將在瀝青材料研發(fā)、質(zhì)量控制和工程應(yīng)用中發(fā)揮更加重要的作用,為提升路面耐久性和服役壽命提供科學(xué)依據(jù)。
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